混凝土坝温度场和温度应力有限元计算程序的引进与应用

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【摘 要】 本文介绍了混凝土坝温度场合温度应力有限元计算程序的引进及应用，通过乌金峡水电站厂房温控计算成果和向家坝水电站厂房温控计算成果两个实例，进一步介绍了大体积混凝土施工过程中的温控方法，从而为制定大体积混凝土施工方案提供经验借鉴。

【关键词】 温度场 温度应力 计算程序

1 温控计算软件引进

水利水电工程中很多水工结构都是大体积混凝土结构。严格进行大体积混凝土的温度控制是防止混凝土产生裂缝的主要措施，目前工程局内主要借助差分法进行温度计算，但这种方法有一定的局限性，当遇到大型工程或工程边界条件较复杂时，就不能工程设计和施工需要。

为了提高工程局在温控计算方面的理论水平，满足工程局技术发展的需要，本项目引进了成熟的混凝土坝的三维有限元温控计算主体程序RCTS。计算程序可以充分考虑实际工程中各种温控措施对坝体温度的影响，通过计算能够提出满足温控设计要求的合理方案。

2 温度计算考虑的因素

（1）各材料分区的混凝土的热力学参数。

（2）混凝土浇筑进度，包括浇筑温度，混凝土分层分块浇筑，间歇浇筑（不同间歇期）；

（3）气温、水温；

（4）混凝土不同的温控措施，如施工仓面喷雾、流水养护、冷却水管通水冷却、表面保温等。

该程序可以通过这些因素，与施工实际情况紧密结合，计算出尽可能接近实际工程的温度及温度应力。

3 计算成果

6 结论及展望

以向家坝错缝施工为例，计算可以得到各分块混凝土浇筑后的温度分布及变化情况，通过采用合理的温控措施，确保其不产生温度裂缝。进而能够保证其它分块的正常施工。

根据坝体或厂房施工的温控要求，可以对拟定的温控措施复核，并提出优化措施，比如需要的通水水管布置、通水温度、通水时间及通水流量，比如保温。

详细跟踪了解坝体基础约束区的温度分布情况，判断施工进度的合理性，对于坝体浇筑层厚可进行方案计算比较，选定满足施工要求的浇筑层厚，加快浇筑进度，指导混凝土现场浇筑施工。

展望

（1）从理论上研究混凝土施工过程温度变化情况，合理制定科学的混凝土浇筑施工方案，优化施工中的温控措施，有利于提高项目的经济效益。

（2）投标工作：工程局在投标施工组织设计中，对混凝土大坝温度场的计算，可以满足投标工作的需要，提高投标技术文件的编标质量和技术含量；

（3）在建项目：为工程局在建项目的混凝土温控计算提供技术支持，帮助项目解决施工中出现的温控方面的技术问题，制定合理的温控措施，节省温控费用，指导施工；

（4）工程设计：我局对于工程设计能力的要求越来越很高。作为大型水利水电工程设计工作中重要部分，温度场计算不可避免。通过本项目的实施，可以提高工程设计能力，满足我局长远发展要求。