長沙綜合樞紐船閘底板溫度應力仿真分析.pdf

1、大型船閘混凝土溫度裂縫問題是比較突出的，一般是由于溫度應力超出了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度，水工結(jié)構(gòu)混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，就會影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，甚至妨礙其正常運行和使用，所以水工結(jié)構(gòu)混凝土溫度應力問題一向被工程界所關(guān)注。規(guī)范中對混凝土溫度應力計算采用的是影響線法，即假定基礎(chǔ)塊溫度應力為單連域線性彈性應力問題，分別計算澆筑溫度和穩(wěn)定溫度之差所引起的溫度應力和水化熱溫降引起的溫度應力，然后進行疊加求得。該方法在許多工程中得到應用并取得了很好

2、的效果。然隨著現(xiàn)代水運的發(fā)展，船閘設(shè)計的型式變得越來越復雜化；邊界條件中考慮的因素變多，如氣候多變地區(qū)，工程人員希望了解大氣溫度變化過程對混凝土結(jié)構(gòu)溫度應力的影響情況等；設(shè)計中對重要參數(shù)的考慮越來越精細，如混凝土徐變對溫度應力影響比較大，而徐變的影響是一個隨時間變化的過程，初期產(chǎn)生的徐變較大，后期較小。這些方面用規(guī)范的計算方法是很難都考慮到的，而有限元方法在這方面有它獨特的優(yōu)勢。
　　 溫度應力計算的有限元方法，很多學者進行了大

3、量研究，中國工程院院士朱伯芳對溫度應力的有限元方法進行了理論推到，使我國溫度應力計算的有限元理論走向成熟。本文用Compaq Visual Fortran6.6C語言編制了混凝土徐變溫度應力場的有限元計算程序，并在ansys中調(diào)用該程序，實現(xiàn)了混凝土徐變的有限元計算，后用于長沙綜合樞紐船閘底板溫度應力施工仿真分析得到了如下主要結(jié)論：
　　 (1)長沙樞紐船閘底板澆筑過程混凝土內(nèi)部最高溫度為39.9℃。優(yōu)化方案中底板的最大應力值為

4、1.37MPa，邊底板的為1.65MPa，小于了混凝土的最大抗拉值1.78MPa，滿足設(shè)計規(guī)范要求。
　　 (2)本文推薦在350天（近12個月）時合縫，此時底板內(nèi)部溫度只有13.0℃。但若工程有其他因素考慮，也可以選擇在120天(4個月)時合縫。
　　 (3)長沙樞紐為雙線船閘，在雙線船閘間設(shè)置有20mm寬的結(jié)構(gòu)縫。由溫度引起底板的變形位移最大為1.5mm，溫度荷載引起位移小于結(jié)構(gòu)縫間距，結(jié)構(gòu)縫是安全的；氣溫驟降的臨界