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溢流坝闸墩裂缝成因分析与加固研究

溢流坝闸墩裂缝成因分析与加固研究

作者：王海菊大连理工大学

学位级别：硕士

本文主要基于弹性理论，采用有限元方法和温度场瞬态分析理论，对丰满发电厂溢流坝段闸墩出现的裂缝进行研究，分析了裂缝的成因及裂缝对坝体的危害，并提出总体加固方案。为了分析裂缝的成因及裂缝对坝体安全性影响，分别对无裂缝坝... 详细信息

本文主要基于弹性理论，采用有限元方法和温度场瞬态分析理论，对丰满发电厂溢流坝段闸墩出现的裂缝进行研究，分析了裂缝的成因及裂缝对坝体的危害，并提出总体加固方案。为了分析裂缝的成因及裂缝对坝体安全性影响，分别对无裂缝坝体和含裂缝坝体进行温度场和强度分析，计算的工况有1月、5月、8月及最高可能水位的温差载荷、水位+自重。在计算温度场过程中，采用依据温度场瞬态分析理论编制的计算温度场程序和多单元ALGOR Sup91结构分析程序，得出裂缝的存在将威胁坝体安全的结论，为了保证大坝的整体性，裂缝坝体加固是必要的。在考察裂纹扩展的情况时，用有限元法进行应力分析，依照混凝土重力坝设计规范SDJ21—78规定，确定裂缝的扩展深度。对闸墩裂缝拟定加固方案是坝顶钻孔加压灌浆。为了保证灌浆工程中不会对较脆弱的闸墩产生伤害，需要安装水平锚索以抵销灌浆过程侧向压力。对锚索根数、位置及其予锚力与灌浆加压的施加顺序、大小等有关参数确定和优化。为此，对各种可能的施工过程进行了模拟计算和分析，反复组合计算，比较效果，给出最佳方案，同时给出予锚根数、位置、吨位等设计参数可选择的范围。此建议方案在工程中基本采用，它的特点是：（1）施工过程闸墩皆处于安全状态;（2）施工可操作;（3）予锚吨位偏小。本课题对大坝安全运行具有重要意义，对东北地区其它大坝加固亦有参考价值。

关键词：溢流坝闸墩裂缝温度应力加压灌浆予锚力

参窝水库溢流坝闸墩裂缝成因数值分析及加固研究

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参窝水库溢流坝闸墩裂缝成因数值分析及加固研究

作者：王健东北大学

学位级别：硕士

本文以参窝水库溢流坝闸墩为研究对象,利用ANSYS软件,建立闸墩三维整体式有限元模型和组合式有限元模型。将静水推力荷载、闸墩上部荷载、闸门开启时的推力荷载、闸墩自重及温度荷载组合成几种计算工况,分别对闸墩整体结构及裂缝位置应... 详细信息

本文以参窝水库溢流坝闸墩为研究对象,利用ANSYS软件,建立闸墩三维整体式有限元模型和组合式有限元模型。将静水推力荷载、闸墩上部荷载、闸门开启时的推力荷载、闸墩自重及温度荷载组合成几种计算工况,分别对闸墩整体结构及裂缝位置应力分布情况进行线性静力计算分析,再以材料力学第一强度理论为理论基础,确定闸墩裂缝的主要成因是闸门开启至最大位置时的推力荷载。并参照闸墩实际裂缝情况,对比两种模型计算结果的相同点和不同点,分析两种模型计算的准确性。同时对已开裂的现有闸墩结构进行线性计算分析,利用ANSYS中的单元生死技术杀死裂缝处的混凝土单元,实现对混凝土已破坏、钢筋保持原有形式继续工作状态的模拟,对现有裂缝闸墩的安全性进行分析,并判断裂缝的扩展趋势,确定闸墩加固的必要性。最后,在对闸墩裂缝存在状态分析的基础上,提出闸墩加固方案,即选用SCC自密实混凝土灌浆嵌缝、体外粘贴CFRP碳纤维网格布的方法,并对加固后的闸墩结构进行了线性静力分析。结果表明,加固后的闸墩整体结构达到稳定要求,原有裂缝不会再继续扩展。计算结果表明,采用线性静力计算分析闸墩裂缝成因及加固措施可行性是一种有效的方法,其计算结果可靠,对大坝安全运行具有重要意义,且具备相似工程的参考价值。

关键词：水库溢流坝闸墩裂缝成因加固数值分析

混凝土溢流坝闸墩裂缝成因分析及加固后安全评价

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混凝土溢流坝闸墩裂缝成因分析及加固后安全评价

作者：苏远波大连理工大学

学位级别：硕士

水电站泄水建筑物闸墩上产生裂缝,是一个较为普遍的现象,特别是我国东北地区几座混凝土重力坝在施工期没出现闸墩裂缝,而在运行许多年后出现闸墩裂缝,有些裂缝如贯穿性裂缝严重影响了水电站的正常运行。闸墩开裂的原因主要有闸墩配筋不... 详细信息

水电站泄水建筑物闸墩上产生裂缝,是一个较为普遍的现象,特别是我国东北地区几座混凝土重力坝在施工期没出现闸墩裂缝,而在运行许多年后出现闸墩裂缝,有些裂缝如贯穿性裂缝严重影响了水电站的正常运行。闸墩开裂的原因主要有闸墩配筋不足、温度应力超限以及溢流坝前静冰压力过大等。但这仅是定性分析的结果,尚不能明确上述原因中哪一个对闸墩的开裂起主导作用。本文以太平哨水电站22号溢流坝段为实际研究对象,通过有限元方法,建立坝体三维模型,计算闸墩混凝土未开裂及加固后坝体温度场及温度应力场,利用ANSYS软件对闸墩及裂缝进行静力计算及分析,分析温度荷载、冰压力等其它荷载对闸墩混凝土裂缝位置处应力的影响,以及闸墩混凝土开裂的主要原因。针对混凝土开裂前后的受力状态的变化,模拟有无裂缝坝体的承载机理,对加固前后的坝体结构进行线性和非线性计算,对闸墩裂缝加固后的安全性进行分析。本文的主要工作和研究内容为:(1)建立合理的有限元计算模型,对闸墩未开裂前基本荷载组合下的坝体结构进行线性计算,得到闸墩裂缝发生位置处的应力分布情况,比较不同荷载对结构的作用及影响,分析闸墩开裂原因。(2)对已开裂闸墩加固前后进行线性计算,通过分析计算结果,分析冰压力和温度荷载对闸墩裂缝加固后应力状态的影响,对加固前和加固后的坝体安全性进行分析评价。(3)建立闸墩非线性有限元计算模型,考虑混凝土开裂和钢筋的影响,对开裂原因进行进一步分析,并论证线性计算结果的可靠性。本文对太平哨水电站溢流坝闸墩竖向开裂原因进行了数值分析,其成果对类似工程有一定参考意义。

关键词：溢流坝闸墩闸墩裂缝有限元法冰压力温度荷载

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溢流坝闸墩裂缝成因分析与加固研究

建材技术与应用 2005年第4期 6-8页

作者：程小平周文俊深圳市东深投资控股有限公司广东深圳518021 沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110161

基于弹性理论,采用有限元方法和温度场瞬态分析理论,对某发电厂溢流坝段闸墩裂缝成因及其对坝体的危害进行了研究,提出了实施加固的具体方案。

关键词：溢流坝闸墩裂缝成因加固方案

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丹江口大坝加高溢流坝闸墩结构分析

南水北调与水利科技 2007年第6期5卷 48-50,65页

作者：陕亮肖汉江徐跃之长江科学院材料与结构研究所武汉430010

以丹江口大坝溢流坝边墩为研究对象,通过三维有限元接触问题非线性计算,分析在溢流面加高过程中,不同的溢流面与老闸墩的结合状态下(脱开与不脱开),各阶段包括加高完成后、正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时闸墩的受力状况、锚筋应... 详细信息

以丹江口大坝溢流坝边墩为研究对象,通过三维有限元接触问题非线性计算,分析在溢流面加高过程中,不同的溢流面与老闸墩的结合状态下(脱开与不脱开),各阶段包括加高完成后、正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时闸墩的受力状况、锚筋应力和结合面张开度。计算结果表明:锚筋的无黏接长度以100cm为宜;将边墩162m高程以上加高部分与旁边重力坝段加高部分连成整体,或在结合面张开最大的部位沿竖直向增加一排约束,均可有效减小混凝土竖直向应力,且对抑制结合面张开亦有较大作用。

关键词：丹江口大坝加高过程溢流坝闸墩