摘 要:介紹了反饋分析中二灘拱壩實測應力與應力全過程計算的成果,并進行了對比。結果表明,兩者規律一致,應力量級相同,應力分析結果可以作為評判大壩強度安全的依據。大壩在整體上是安全的。
關鍵詞:拱壩;壩體應力;應力—應變關系;監測;應變計布置;二灘拱壩
2 壩體設計控制應力
二灘拱壩應力分別采用了拱梁分載法和三維有限元法進行分析,并經結構模型試驗驗證。我國現行拱壩設計規范明確規定,拱梁分載法為拱壩應力分析的基本方法。二灘拱壩應力按成勘院研制的《ADSC-CK拱壩多拱梁法應力分析》程序分析成果控制。拱壩混凝土采用180天設計齡期,20cm立方體試件的混凝土單軸極限抗壓強度,在基本荷載組合下,上下游面最大主壓應力不大于混凝土極限抗壓強度除以4的安全系數;在初設階段,上游面主拉應力不大于1.0MPa,下游面不大于1.5 MPa;蓄水安鑒時,考慮到混凝土施工質量優良,超強較多,同時考慮受載齡期變化,上游面主拉應力提高到不大于1.2 MPa。
3 儀器布置
二灘拱壩壩頂弧長778.85m,共計39個壩段。大壩應力、應變監測重點按一拱一梁原則布置,重點觀測21號拱冠梁壩段和1124m左右高程拱圈。根據不同部位的應力狀態,應力、應變計按2支、3支和6支一組埋設,共計38個測點,186支應變計。為求得混凝土自生體積變形,在應變計組附近埋設無應力計,共37支。21號壩段在1123.5、1051.5、973.5m高程共布置11個測點(見圖1)。1124m高程拱圈在6、11、17、21、27、33、35號壩段共有14個測點。近基礎部位在9、11、15、27、33號壩段共布置16個測點。21號壩段內的應變計方位及布置示意見圖2。
1 前 言
二灘水電站總庫容58億m3,有效庫容33.7億m3,屬季調節水庫。電站裝機容量3 300 MW,多年平均發電量170億k W·h,年利用小時5 162h。1998年5月1日正式下閘蓄水,同年8月份第一臺機組正式并網發電,1999年12月2日全部機組投產。
大壩為混凝土拋物線雙曲拱壩,壩頂高程1205m,最大壩高240m,正常蓄水位1200m,拱壩體形參數如表1。根據《混凝土大壩安全監測技術規范》(SDJ336-89)(試行)規定,大壩級別為1級的混凝土壩需作應力應變監測。為掌握二灘大壩不同工況條件下的應力狀況,在大壩中按一拱一梁(拱冠梁和1124m高程拱圈)布設儀器進行應力監測。此外,在壩體建基面附近應力較大的典型壩段、中孔閘墩以及中孔孔身位置也布置儀器進行應力監測。
本文就2001年5月31日以前二灘壩體斷面實測應力值的監測分析成果做概略介紹,并與設計成果和全過程模擬成果對比,為二灘拱壩運行安全監控和今后拱壩設計提供參考。