河口村水库进水塔底板混凝土温控仿真分析

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发布时间：2021-09-16

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河口村水库进水塔底板混凝土温控仿真分析
竹怀水，徐庆，王永新
(黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)
摘要：河口村水库进水塔底板混凝土处于基础强约束区，温控标准严格。如何采取经济合理的温控措施降低温度裂缝
风险及保证结构安全，成为整个进水塔架温控中的难点与关键点。利用ANSYS三维建模对进水塔架底板混凝土结构进
行温度控制仿真分析，计算底板混凝土在高温季节与低温季节的温度场与应力场，并进行对比分析。结果表明，高温李
节下浇筑底板混凝土需要采取的温控措施比低温季节施工要严格得多，且温控成本大，出现温度裂缝风险较高，故建议
底板混凝土安排在低温季节施工。
关键词：底板混凝土；温度场；温度应力；温控仿真分析；河口村水库
中图分类号：TV732．1 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．10．036
Temperature Control Simulation Analysis for Base Slab of Intake Tower of Hekoucun
Reservoir
ZHU Huai—shui，XU Qing，WANG Yong—xin
(Yellow River Engineering Consulting Co．Ltd，Zhengzhou 450003，China)
Abstract：Criterion of concrete temperature control at base slab of intake tower of Hekoucun Reservoir is strict owing to its location of strong con—
straint region．The difficult and key point for temperature control is how to reduce the risk of cracking and ensure the structural safety．Temperature
control of base slab of the reservoir was analyzed with ANSYS 3D modeling．It calculated the concrete temperature field and thermal stress for h J gh
and low temperature seasons respectively and to made eontrastive analysis．The results show that stricter temperature control measures must be taken
in high temperature season than in low temperature season．It is advised that the base slab of intake tower should be constructed in low temperature
season for high risk of cracking and cosily measures in high temperature season．
Key words：base slab concrete；temperature field；therm al stress；temperature control simulation analysis；Hekoucun Reservoir
水利工程的进水塔架尺寸一般小于混凝土重力坝、混凝土
拱坝、}昆凝土闸墩等巨型混凝土结构，是介于大体积混凝土与
结构混凝土之间的准大体积混凝土。在物理意义上，这类结构
的水泥水化热难以及时发散，在体内积累了大量不必要的热
量，致使混凝土内部温度大大高于环境温度；在力学意义上，这
类结构因温度上升或下降受到约束后而产生的应力已经大到
不得不采取适当措施来防止其开裂的程度；在几何意义上，这
类结构整体上并不能和混凝土坝等巨型结构相比较，但是局部
浇筑的混凝土块可能比较大。因此，对其温度场及温度应力的
分析在整个结构的应力分析中起着重要作用，不容忽视，尤其
是底板混凝土的温度应力，其处于强约束区域，是产生裂缝乃
至危及结构安全的主要因素，也是整个结构温控中的难点与关
键点。笔者结合河口村水库工程泄洪洞进水塔架底板混凝土
的施工，进行了不同浇筑季节下的混凝土温控仿真分析研究。
1 工程概况
河口村水库位于黄河一级支流沁河最后一段峡谷出口处，
· l2O ·
距河南省济源市22 km，是控制沁河洪水、径流的关键工程，也
是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分。工程沿坝轴线从
右往左依次为混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电洞、1 泄洪
洞及2 泄洪洞。本次研究的主要对象是2 泄洪洞塔架底板混
凝土，该泄洪洞进口高程为210．0 m，塔顶高程为291．0 in。其
中塔基底板尺寸为43 m x 25 m(顺水流方向×垂直水流方
向)，最大厚度5 m，具体尺寸见图1。