考慮廊道邊壁溫度荷載的高拱壩運(yùn)行初期工作性態(tài)研究.pdf

1、拱壩已成為極具競爭力的主流壩型之一。為科學(xué)應(yīng)對特高拱壩建設(shè)所帶來的巨大挑戰(zhàn)，有必要基于拱壩真實(shí)工作性態(tài)開展拱壩安全評估。廊道出口段溫度，由于受外界環(huán)境影響明顯，溫度的擾動范圍較大，是影響拱壩真實(shí)工作性態(tài)的重要特殊荷載。廊道系統(tǒng)內(nèi)緣面臨空的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其更易成為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。在拱壩運(yùn)行初期，拱壩主體工程基本完建，但隨著局部施工工作陸續(xù)的開展，廊道作為壩內(nèi)外物料交換的主要交通途徑，其封閉環(huán)境不可避免地會受到干擾。廊道內(nèi)表面一般無專門的局部保

2、溫措施，僅靠襯砌不足以保護(hù)廊道邊壁混凝土免受環(huán)境溫度變化的影響，尤其是遇到夏季持續(xù)高溫或冬季寒潮侵襲，經(jīng)由廊道內(nèi)壁發(fā)生的熱量倒灌及寒潮冷擊問題尤為嚴(yán)重。
　　為掌握廊道出口段溫度荷載對拱壩工作性態(tài)的影響，本文結(jié)合溪洛渡特高拱壩工程實(shí)際，考慮真實(shí)水溫邊界條件影響，對開設(shè)有橫向交通廊道的陡坡壩段進(jìn)行數(shù)值模擬，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于分布式光纖測溫成果，以溪洛渡特高拱壩工程為例對特高拱壩壩前水溫分層估算模型進(jìn)行研究，以便

3、在進(jìn)行拱壩工作形態(tài)分析時對水溫邊界條件進(jìn)行真實(shí)模擬。根據(jù)壩前水溫年際分布特點(diǎn)，從躍溫層遷移與躍溫幅度變化角度，建立適用于200m級特高拱壩的自然增長曲線型水溫分層估算模型，并對主控參數(shù)的估算方法進(jìn)行探討。
　　（2）運(yùn)用數(shù)值分析方法對混凝土拱壩溫度、應(yīng)力場的耦合方法進(jìn)行研究，確定最佳耦合方案，以減少多物理場耦合過程對拱壩工作性態(tài)分析結(jié)果的影響。
　?。?）考慮廊道出口段溫度荷載影響，對拱壩工作性態(tài)進(jìn)行研究，并通過數(shù)值分析加以

4、驗(yàn)證。對廊道出口段溫度荷載控制因素，分夏、冬兩季工況設(shè)計(jì)均勻試驗(yàn)，由敏感性分析篩選并確定敏感性因素，并針對敏感性可控因素提出工程建議。以溪洛渡工程為例，通過數(shù)值分析研究廊道出口段溫度荷載對拱壩工作性態(tài)的綜合影響。
　　研究結(jié)果表明：廊道出口段溫度荷載對拱壩工作性態(tài)影響明顯，拱壩溫度、應(yīng)力場分布在孔口局部發(fā)生顯著變化。入洞空氣流速和保溫層等效放熱系數(shù)屬敏感性可控因素，通過采取局部保溫等工程措施可有效削減廊道出口段溫度荷載對拱壩工作性