混凝土壩溫度場和溫度應力有限元計算程序的引進與應用

【摘 要】 本文介紹了混凝土壩溫度場合溫度應力有限元計算程序的引進及應用，通過烏金峽水電站廠房溫控計算成果和向家壩水電站廠房溫控計算成果兩個實例，進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驗借鑒。

【關鍵詞】 溫度場 溫度應力 計算程序

1 溫控計算軟件引進

水利水電工程中很多水工結構都是大體積混凝土結構。嚴格進行大體積混凝土的溫度控制是防止混凝土產生裂縫的主要措施，目前工程局內主要借助差分法進行溫度計算，但這種方法有一定的局限性，當遇到大型工程或工程邊界條件較復雜時，就不能工程設計和施工需要。

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

2 溫度計算考慮的因素

（1）各材料分區的混凝土的熱力學參數。

（2）混凝土澆筑進度，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、流水養護、冷卻水管通水冷卻、表面保溫等。

該程序可以通過這些因素，與施工實際情況緊密結合，計算出盡可能接近實際工程的溫度及溫度應力。

3 計算成果

6 結論及展望

以向家壩錯縫施工為例，計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，確保其不產生溫度裂縫。進而能夠保證其它分塊的正常施工。

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

詳細跟蹤了解壩體基礎約束區的溫度分布情況，判斷施工進度的合理性，對于壩體澆筑層厚可進行方案計算比較，選定滿足施工要求的澆筑層厚，加快澆筑進度，指導混凝土現場澆筑施工。

展望

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

（2）投標工作：工程局在投標施工組織設計中，對混凝土大壩溫度場的計算，可以滿足投標工作的需要，提高投標技術文件的編標質量和技術含量；

（3）在建項目：為工程局在建項目的混凝土溫控計算提供技術支持，幫助項目解決施工中出現的溫控方面的技術問題，制定合理的溫控措施，節省溫控費用，指導施工；

（4）工程設計：我局對于工程設計能力的要求越來越很高。作為大型水利水電工程設計工作中重要部分，溫度場計算不可避免。通過本項目的實施，可以提高工程設計能力，滿足我局長遠發展要求。