長沙綜合樞紐船閘底板溫度應(yīng)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(yīng)力超出了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，水工結(jié)構(gòu)混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，就會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，甚至妨礙其正常運(yùn)行和使用，所以水工結(jié)構(gòu)混凝土溫度應(yīng)力問題一向被工程界所關(guān)注。規(guī)范中對混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算采用的是影響線法，即假定基礎(chǔ)塊溫度應(yīng)力為單連域線性彈性應(yīng)力問題，分別計(jì)算澆筑溫度和穩(wěn)定溫度之差所引起的溫度應(yīng)力和水化熱溫降引起的溫度應(yīng)力，然后進(jìn)行疊加求得。該方法在許多工程中得到應(yīng)用并取得了很好

2、的效果。然隨著現(xiàn)代水運(yùn)的發(fā)展，船閘設(shè)計(jì)的型式變得越來越復(fù)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(yīng)力的影響情況等；設(shè)計(jì)中對重要參數(shù)的考慮越來越精細(xì)，如混凝土徐變對溫度應(yīng)力影響比較大，而徐變的影響是一個(gè)隨時(shí)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(jì)算方法是很難都考慮到的，而有限元方法在這方面有它獨(dú)特的優(yōu)勢。
　　 溫度應(yīng)力計(jì)算的有限元方法，很多學(xué)者進(jìn)行了大

3、量研究，中國工程院院士朱伯芳對溫度應(yīng)力的有限元方法進(jìn)行了理論推到，使我國溫度應(yīng)力計(jì)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(yīng)力場的有限元計(jì)算程序，并在ansys中調(diào)用該程序，實(shí)現(xiàn)了混凝土徐變的有限元計(jì)算，后用于長沙綜合樞紐船閘底板溫度應(yīng)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(yīng)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(jì)規(guī)范要求。
　　 (2)本文推薦在350天（近12個(gè)月）時(shí)合縫，此時(shí)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(gè)月)時(shí)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