【摘要】：近些年拱壩設(shè)計(jì)理論和方法不斷提高,施工經(jīng)驗(yàn)不斷積累,我國(guó)規(guī)劃與修建了一批高拱壩。因?yàn)楦吖皦?邊澆筑邊封拱"的施工特點(diǎn),其封拱過(guò)程與大壩混凝土溫度控制、拱壩受力初始條件、計(jì)入施工過(guò)程影響的應(yīng)力變形分布,獨(dú)立壩段懸臂受力高度以及大壩施工進(jìn)度等因素密切相關(guān)。拱壩在接觸灌漿前需要重點(diǎn)關(guān)注混凝土澆筑層的溫度控制與橫縫開(kāi)度問(wèn)題,而(特)高拱壩又有獨(dú)特的特點(diǎn)。在溫度控制方面,不僅要求灌區(qū)在接縫灌漿前通過(guò)溫控措施達(dá)到相應(yīng)的封拱溫度,沿壩段高程還需要做好溫度梯度控制工作。在懸臂高度控制方面,高拱壩施工期,若澆筑安排不當(dāng)容易造成懸臂高度過(guò)高,不僅可能在懸臂梁根部產(chǎn)生大的拉應(yīng)力,也影響著壩段之間橫縫的開(kāi)合度,而橫縫開(kāi)度影響著接縫的可灌性。因此,有必要對(duì)高拱壩封拱過(guò)程當(dāng)中涉及的工程問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。本研究基于烏東德電站已有工程和試驗(yàn)資料,選取封拱施工過(guò)程中涉及的三個(gè)典型工程問(wèn)題,采用有限元方法,考慮混凝土溫度控制和大壩施工期受力條件,提出優(yōu)化思路以及優(yōu)化方案,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)接縫灌漿區(qū)高度優(yōu)化分析參考原接縫灌漿區(qū)高度方案,依據(jù)適當(dāng)增加自由區(qū)灌漿范圍的原則,擬定了對(duì)比灌漿方案。綜合考慮壩體澆筑、溫度控制和接縫灌漿過(guò)程全階段。結(jié)果表明增加灌漿范圍有增強(qiáng)壩段之間約束的趨勢(shì)并且實(shí)際施工中若有加快施工進(jìn)度和精簡(jiǎn)灌區(qū)的需要時(shí),可以適當(dāng)增加自由區(qū)澆筑塊的灌區(qū)高度。(2)同冷區(qū)高度空間動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析提出同冷區(qū)高度時(shí)空控制的思路,對(duì)典型壩段的基礎(chǔ)約束區(qū)、自由區(qū)、孔口約束區(qū)擬定不同的同冷區(qū)高度方案并進(jìn)行敏感性分析,計(jì)算分析結(jié)果表明:同冷區(qū)高度越大,已灌區(qū)應(yīng)力最大值呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),并且對(duì)于弱約束區(qū),同冷區(qū)高度的影響有限。根據(jù)計(jì)算結(jié)果還擬定了烏東德高拱壩推薦同冷區(qū)高度方案。(3)高拱壩懸臂高度個(gè)性化控制提出懸臂梁高度個(gè)性化控制思路,綜合考慮最高溫度、最大應(yīng)力及橫縫開(kāi)度的控制標(biāo)準(zhǔn),仿真計(jì)算表明:在重力荷載的作用下,第一主應(yīng)力隨懸臂梁高度增大而增大;另外,外界氣溫回灌為懸臂高度影響橫縫開(kāi)度的初步原因。根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定了烏東德拱壩7#壩段各特征高程處的懸臂梁最大允許高度。
[Abstract]:In recent years, the design theory and method of arch dams have been improved, and the construction experience has been accumulated. A number of high arch dams have been planned and built in China. Because of the construction characteristics of high arch dam, the process of arch sealing and the temperature control of dam concrete, the initial stress condition of arch dam, and the distribution of stress and deformation affected by construction process are taken into account. The cantilever height and the construction schedule of the independent dam are closely related to each other. Before the contact grouting, the arch dam should pay attention to the temperature control and the transverse joint opening of the concrete pouring layer, and the (extra) high arch dam has its unique characteristics. In the aspect of temperature control, it is not only required that the temperature control measures should reach the corresponding temperature of arch sealing before the joint grouting, but also the temperature gradient control work should be done along the height of the dam section. In the aspect of cantilever height control, if the construction arrangement of high arch dam is not proper, the cantilever height will be too high, which will not only produce large tensile stress at the root of the cantilever beam, but also affect the opening and closing degree of the transverse joint between the dam sections. The opening of the transverse seam affects the irrigability of the joint. Therefore, it is necessary to optimize the engineering problems involved in the arch sealing process of high arch dams. Based on the existing engineering and experimental data of the Wudongde Hydropower Station, three typical engineering problems involved in the arch sealing construction are selected, and the finite element method is adopted to consider the concrete temperature control and the stress condition during the dam construction period. The main contents of this paper are as follows: (1) the height optimization of joint grouting area is analyzed by referring to the original joint grouting area height scheme, and according to the principle of increasing the grouting range of free zone properly, the comparative grouting scheme is drawn up. The whole process of dam pouring, temperature control and joint grouting is considered comprehensively. The results show that increasing the grouting range has the tendency of increasing the constraint between dam sections, and if there is a need to accelerate the construction progress and streamline the irrigation area in actual construction, (2) the spatial dynamic optimization analysis of the height of the same cold zone puts forward the idea of space-time control of the height of the same cold zone. Different height schemes of the same cooling zone were worked out and sensitivity analysis was carried out. The results of calculation and analysis showed that the greater the height of the same cooling zone, the smaller the maximum stress of the irrigated area was, and for the weakly confined zone, the maximum stress of the irrigated area decreased with the increase of the height of the same cooling zone. The influence of the height of the same cold zone is limited. According to the results of calculation, the recommended height scheme for the same cooling zone of Wudongde High Arch Dam is drawn up. (3) the individualized control of cantilever height of high arch dam is put forward, and the maximum temperature is considered synthetically. The simulation results show that the first principal stress increases with the height of the cantilever beam under the action of gravity load. In addition, the external air temperature recharge is the primary reason for the influence of cantilever height on transverse joint opening. According to the evaluation criteria, the maximum allowable height of cantilever beam at each characteristic elevation of Udongde arch dam was determined.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV642.4

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本文編號(hào)：2384284