本文關(guān)鍵詞：南奧江水電站碾壓混凝土重力壩設(shè)計及斷面優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 碾壓混凝土重力壩 溫度場 溫度應(yīng)力 斷面優(yōu)化

【摘要】：碾壓混凝土的筑壩技術(shù)具有施工速度快、工期短、造價低等優(yōu)點而在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展,但碾壓混凝土重力壩是大體積混凝土,其工程量大、工程投資大,因此,進(jìn)行壩體斷面的優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要。由于水泥水化熱在壩體內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量,且存在層間溫差,壩體出現(xiàn)較大溫度應(yīng)力,甚至可能產(chǎn)生裂縫。本文主要研究內(nèi)容:(1)本文完成了溢流壩段、非溢流壩段和沖沙泄洪孔等在內(nèi)的主要建筑物的設(shè)計。溢流壩設(shè)計,根據(jù)泄洪和發(fā)電水頭的要求確定了溢流壩段寬度和壩頂高程,選擇合適的堰面曲線和壩體段面,選擇合適的消能型式,初步選定消能型式為挑流消能型式并進(jìn)行消能計算,根據(jù)抗剪斷強度公式進(jìn)行溢流壩段的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計算并按照應(yīng)力計算公式進(jìn)行應(yīng)力分析,使其滿足規(guī)范;非溢流壩設(shè)計,初擬非溢流壩段上游壩坡鉛直,下游壩坡坡率與溢流壩中間直線段一致,對非溢流壩段進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計算及應(yīng)力分析,使其滿足規(guī)范;沖沙泄洪孔設(shè)計,初擬泄洪孔進(jìn)口底板高程和泄洪孔尺寸,沖沙泄洪孔和溢流壩聯(lián)合泄流情況下能夠滿足泄洪要求即可。(2)結(jié)合國內(nèi)已建工程,選擇碾壓混凝土的基本參數(shù);結(jié)合工程現(xiàn)有資料,初擬壩區(qū)氣溫變化函數(shù),初步估算混凝土澆筑溫度,并初擬壩體的施工過程;采用ANSYS軟件,根據(jù)可行性階段初擬壩體幾何參數(shù)建立三維實體模型;建模過程中簡單模擬了壩體的施工過程,并且考慮了混凝土的澆筑溫度、外界氣溫的變化、水泥水化熱溫升及分層等因素,通過熱分析可以得到施工期的溫度場,提取所得溫度場結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,可以得到施工過程中的溫度應(yīng)力場。壩體初期溫度較高,隨著壩體上升,壩體溫度逐漸降低,內(nèi)部溫度相對較高;初期以壓應(yīng)力為主,隨著澆筑過程,逐漸出現(xiàn)拉應(yīng)力和壓應(yīng)力交替現(xiàn)象,為下階段的設(shè)計提供參考。(3)結(jié)合工程實際,根據(jù)可行性研究階段初擬的設(shè)計工況和校核工況的壩體基本斷面,采用ANSYS軟件的優(yōu)化模塊,通過初擬的幾何參數(shù)建立二維平面模型,約束條件包括幾何約束條件和性態(tài)約束條件,目標(biāo)函數(shù)為截面的面積,采用一階優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的壩體,設(shè)計工況下最優(yōu)截面比初始設(shè)計斷面面積減少14.86%,校核工況下最優(yōu)截面比初始校核斷面面積減少7.40%,兩種工況均滿足情況時比初始校核斷面面積減少7.40%,不僅可以大大降低工程量,同時也縮短了工程的建設(shè)周期,節(jié)約工程投資。
【關(guān)鍵詞】：碾壓混凝土重力壩 溫度場 溫度應(yīng)力 斷面優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV642
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 選題的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)、外研究進(jìn)展11-17
• 1.2.1 碾壓混凝土重力壩研究進(jìn)展11-15
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究進(jìn)展15-17
• 1.3 本文研究內(nèi)容17
• 1.3.1 工程設(shè)計17
• 1.3.2 施工期溫度場及溫度應(yīng)力場17
• 1.3.3 非溢流壩斷面優(yōu)化設(shè)計17
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線17-21
• 1.4.1 工程設(shè)計技術(shù)路線17-18
• 1.4.2 施工期溫度場及溫度應(yīng)力分析技術(shù)路線18-19
• 1.4.3 非溢流壩斷面優(yōu)化技術(shù)路線19-21
• 第二章 水文和地質(zhì)21-28
• 2.1 水文21-23
• 2.1.1 流域概況21
• 2.1.2 水文基本資料21
• 2.1.3 徑流21-22
• 2.1.4 洪水22
• 2.1.5 泥沙22
• 2.1.6 水位流量關(guān)系22-23
• 2.2 工程地質(zhì)23-28
• 2.2.1 區(qū)域地質(zhì)概況23-24
• 2.2.2 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件24-25
• 2.2.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件25-27
• 2.2.4 結(jié)論27-28
• 第三章 工程任務(wù)及規(guī)模28-31
• 3.1 工程建設(shè)的必要性28
• 3.2 工程任務(wù)28
• 3.3 水能計算28-29
• 3.3.1 基本資料28
• 3.3.2 計算方法28-29
• 3.4 方案比選29
• 3.5 水庫運行方式29-30
• 3.6 工程效益30-31
• 3.6.1 發(fā)電效益30
• 3.6.2 其它綜合效益30-31
• 第四章 工程布置及主要建筑物31-53
• 4.1 工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)31
• 4.1.1 工程等別和建筑物級別31
• 4.1.2 洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及特征水位31
• 4.2 樞紐布置31-32
• 4.3 壩體主要建筑物設(shè)計32-46
• 4.3.1 上、下游Z-Q關(guān)系32-34
• 4.3.2 非溢流壩設(shè)計34-39
• 4.3.3 溢流壩設(shè)計39-45
• 4.3.4 沖沙泄洪孔設(shè)計45-46
• 4.4 施工過程中溫度場與溫度應(yīng)力場46-53
• 4.4.1 工程參數(shù)46-48
• 4.4.2 計算模型48
• 4.4.3 施工過程溫度場48-50
• 4.4.4 施工過程溫度應(yīng)力場50-53
• 第五章 基于ANSYS的非溢流壩基本斷面優(yōu)化53-59
• 5.1 基本參數(shù)53
• 5.2 數(shù)學(xué)模型53-55
• 5.2.1 設(shè)計變量53-54
• 5.2.2 約束條件54
• 5.2.3 目標(biāo)函數(shù)54-55
• 5.3 優(yōu)化過程55-57
• 5.3.1 有限元模型55
• 5.3.2 初始斷面應(yīng)力分析55-56
• 5.3.3 最優(yōu)截面應(yīng)力分析56-57
• 5.4 優(yōu)化結(jié)果57-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程康,舒大強;某水庫溢流壩面表層混凝土爆破剝離探討[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2001年03期

2 吳憲生;臺階溢流壩的應(yīng)用評述[J];四川水力發(fā)電;2005年01期

3 戴玉新,鄭海濤;金哨電站溢流壩段施工過程及質(zhì)量結(jié)果[J];湖南水利水電;2005年02期

4 盤春軍;;臺階溢流壩在樂灘水電站中的應(yīng)用[J];紅水河;2006年02期

5 紀(jì)曲波;;霧渡河一級水電站溢流壩段應(yīng)力分析[J];硅谷;2008年08期

6 譚立清;邵明貴;;基于混凝土溢流壩最優(yōu)布置方案的選擇[J];黑龍江水利科技;2010年01期

7 蔣曉陽;戴春華;;楊溪水庫溢流壩段三維仿真計算分析[J];浙江水利科技;2011年01期

8 李佑杰;;旮旯水電站溢流壩設(shè)計綜述[J];山西水利;2013年02期

9 于步聰;;水下激光電視觀測珠窩水庫溢流壩裂縫[J];華北電力技術(shù);1986年07期

10 李其才;耿達(dá)水電站溢流壩與非溢流壩錯位原因分析[J];四川水力發(fā)電;1996年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫志恒;曹建國;劉夢林;袁會林;呂定明;;五強溪水電站溢流壩面缺陷修補[A];第五屆全國混凝土耐久性學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

2 覃杰;陳興發(fā);;巖灘水電站溢流壩泄洪設(shè)施的運行及維護(hù)[A];2011全國水工泄水建筑物安全與病害處理技術(shù)應(yīng)用會刊[C];2011年

3 覃杰;陳興發(fā);;巖灘水電站溢流壩泄洪設(shè)施的運行及維護(hù)[A];水庫大壩建設(shè)與管理中的技術(shù)進(jìn)展——中國大壩協(xié)會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 沈鳳生;張金良;汪強;袁群;;故縣水庫大壩溢流壩段反弧段穩(wěn)定分析及處理措施研究[A];第七屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ卷）[C];1998年

5 范書立;陳健云;周晶;朱彤;金嶠;;龍開口水電站溢流壩段動力模型破壞試驗研究[A];2007重大水利水電科技前沿院士論壇暨首屆中國水利博士論壇論文集[C];2007年

6 鐘偉強;黃智敏;黃健東;鐘勇明;;老爐下水庫溢流壩消能試驗研究[A];第十七屆全國水動力學(xué)研討會暨第六屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集[C];2003年

7 張思俊;張廣健;;三峽大壩多層大孔口溢流壩段風(fēng)險度分析[A];工程結(jié)構(gòu)可靠性——中國土木工程學(xué)會橋梁及結(jié)構(gòu)工程學(xué)會結(jié)構(gòu)可靠度委員會全國第三屆學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];1992年

8 盤春軍;;臺階壩在樂灘水電站工程溢流壩中的應(yīng)用[A];南方十三�。ㄊ小^(qū)）水電學(xué)會聯(lián)絡(luò)會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

9 譚凡;高偉龍;;鋼纖維混凝土在雙牌水庫溢流壩壩面的應(yīng)用[A];2007年湖南水電科普論壇論文集[C];2007年

10 鄒陽生;;白漁潭水電站溢流壩防滲及補強加固處理[A];《水工建筑物水泥灌漿與邊坡支護(hù)技術(shù)》暨第9次水利水電地基與基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 記者 貝為超邋通訊員 張重汶 潘炳康;龍灘工程全力搶澆大壩溢流壩段[N];廣西日報;2007年

2 ;每天千余人緊張施工[N];吉林日報;2008年

3 記者　鄭北鷹;三峽三期工程正式開工[N];光明日報;2003年

4 ;尼瑪波倉藏布水電站工程建設(shè)進(jìn)展良好[N];那曲報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳群;階梯溢流壩紊流數(shù)值模擬及實驗研究[D];四川大學(xué);2001年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐政華;大興川水電站溢流壩水工模型試驗研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 楊思雨;溢流壩泄流過程水流流態(tài)數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2015年

3 王冬華;南奧江水電站碾壓混凝土重力壩設(shè)計及斷面優(yōu)化[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

4 張純永;基于流固耦合的軟基溢流壩整體優(yōu)化[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

5 李貴清;山東省大汶河琵琶山溢流壩加固設(shè)計研究[D];河海大學(xué);2006年

6 尤鳳龍;新體型溢流壩的水力特性及消能研究[D];大連理工大學(xué);2011年

7 劉景;溢流壩弧形閘門不同開度水流三維數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2013年

8 范永思;豐滿水電站混凝土溢流壩病害及其加固措施研究[D];河海大學(xué);2004年

9 鐘偉強;老爐下水庫溢流壩消能防沖研究[D];河海大學(xué);2006年

10 趙基花;碾壓混凝土溢流壩溫度徐變應(yīng)力三維有限元分析[D];西安理工大學(xué);2004年

，

本文編號：964901