混凝土壩溫度場和溫度應(yīng)力有限元計(jì)算程序的引進(jìn)與應(yīng)用

【摘 要】 本文介紹了混凝土壩溫度場合溫度應(yīng)力有限元計(jì)算程序的引進(jìn)及應(yīng)用，通過烏金峽水電站廠房溫控計(jì)算成果和向家壩水電站廠房溫控計(jì)算成果兩個(gè)實(shí)例，進(jìn)一步介紹了大體積混凝土施工過程中的溫控方法，從而為制定大體積混凝土施工方案提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】 溫度場 溫度應(yīng)力 計(jì)算程序

1 溫控計(jì)算軟件引進(jìn)

水利水電工程中很多水工結(jié)構(gòu)都是大體積混凝土結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格進(jìn)行大體積混凝土的溫度控制是防止混凝土產(chǎn)生裂縫的主要措施，目前工程局內(nèi)主要借助差分法進(jìn)行溫度計(jì)算，但這種方法有一定的局限性，當(dāng)遇到大型工程或工程邊界條件較復(fù)雜時(shí)，就不能工程設(shè)計(jì)和施工需要。

為了提高工程局在溫控計(jì)算方面的理論水平，滿足工程局技術(shù)發(fā)展的需要，本項(xiàng)目引進(jìn)了成熟的混凝土壩的三維有限元溫控計(jì)算主體程序RCTS。計(jì)算程序可以充分考慮實(shí)際工程中各種溫控措施對壩體溫度的影響，通過計(jì)算能夠提出滿足溫控設(shè)計(jì)要求的合理方案。

2 溫度計(jì)算考慮的因素

（1）各材料分區(qū)的混凝土的熱力學(xué)參數(shù)。

（2）混凝土澆筑進(jìn)度，包括澆筑溫度，混凝土分層分塊澆筑，間歇澆筑（不同間歇期）；

（3）氣溫、水溫；

（4）混凝土不同的溫控措施，如施工倉面噴霧、流水養(yǎng)護(hù)、冷卻水管通水冷卻、表面保溫等。

該程序可以通過這些因素，與施工實(shí)際情況緊密結(jié)合，計(jì)算出盡可能接近實(shí)際工程的溫度及溫度應(yīng)力。

3 計(jì)算成果

6 結(jié)論及展望

以向家壩錯(cuò)縫施工為例，計(jì)算可以得到各分塊混凝土澆筑后的溫度分布及變化情況，通過采用合理的溫控措施，確保其不產(chǎn)生溫度裂縫。進(jìn)而能夠保證其它分塊的正常施工。

根據(jù)壩體或廠房施工的溫控要求，可以對擬定的溫控措施復(fù)核，并提出優(yōu)化措施，比如需要的通水水管布置、通水溫度、通水時(shí)間及通水流量，比如保溫。

詳細(xì)跟蹤了解壩體基礎(chǔ)約束區(qū)的溫度分布情況，判斷施工進(jìn)度的合理性，對于壩體澆筑層厚可進(jìn)行方案計(jì)算比較，選定滿足施工要求的澆筑層厚，加快澆筑進(jìn)度，指導(dǎo)混凝土現(xiàn)場澆筑施工。

展望

（1）從理論上研究混凝土施工過程溫度變化情況，合理制定科學(xué)的混凝土澆筑施工方案，優(yōu)化施工中的溫控措施，有利于提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）投標(biāo)工作：工程局在投標(biāo)施工組織設(shè)計(jì)中，對混凝土大壩溫度場的計(jì)算，可以滿足投標(biāo)工作的需要，提高投標(biāo)技術(shù)文件的編標(biāo)質(zhì)量和技術(shù)含量；

（3）在建項(xiàng)目：為工程局在建項(xiàng)目的混凝土溫控計(jì)算提供技術(shù)支持，幫助項(xiàng)目解決施工中出現(xiàn)的溫控方面的技術(shù)問題，制定合理的溫控措施，節(jié)省溫控費(fèi)用，指導(dǎo)施工；

（4）工程設(shè)計(jì)：我局對于工程設(shè)計(jì)能力的要求越來越很高。作為大型水利水電工程設(shè)計(jì)工作中重要部分，溫度場計(jì)算不可避免。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，可以提高工程設(shè)計(jì)能力，滿足我局長遠(yuǎn)發(fā)展要求。