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碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比,具有可快速施工、胶凝材料用料少、建设周期短、施工方法简单、超载能力强、整体性好、安全度高、坝体断面小、可分层薄层大仓面填筑和可采用大规模机械化施工的特点,但由于外界气温变化、水泥产生的水化热等因素,导致大坝内部出现升温和降温,容易出现裂缝,有很大的危害性。为了控制坝体最高温度和尽早封拱灌浆,对拱坝实行水管冷却就成为经常采用的降温措施之一。 实际施工中允许混凝土初温与水温之差为20~25℃,容易引起很大的拉应力。小温差冷却是混凝土坝中后期冷却研究的新方向,该冷却方式主要是将混凝土温度和通水温度的差值保持在一个较小的范围内,最多不宜超过8~10℃。冷却水的水温被分为多档,混凝土浇筑后即开始进行通水冷却。原来的初始通水不再有20 d的限制,将中后期通水时间提前,原有的前中后期通水冷却的明显分割被避免。 本文对碾压混凝土坝温度应力进行分析与研究,并重点对水管冷却方式进行研究。结合碾压混凝土温度及温度应力计算原理,运用基于三维有限元浮动网格法的自行开发研制的温控仿真程序对碾压混凝土不采取中后期通水冷却、中后期冷却采取正常通水冷却和中后期冷却采取小温差冷却三种方案的温度场和应力场进行分析对比。在拱坝中后期通水冷却中选取不同通水冷却时间和通水温度,并设置不同的方案(即小温差冷却)进行温度场与应力场分析。 本文在对碾压混凝土拱坝进行温度场和应力场温度仿真时,运用三维有限元温控仿真计算程序,对Ansys软件建模后所生成的前处理文件(此文件包含节点,单元,边界条件等信息)进行计算,并采用Tecplot绘图软件进行后处理。表明采用小温差冷却方式能大幅减小温度应力,提高混凝土抗裂安全度,同时结合具体拱坝工程实例验证。为实际工程提出有利的参考。