南新泾泵闸大体积混凝土闸底板温度应力场有限元计算分析.pdfVIP

2024年6月EWRHI

水利水电快报第45卷增刊1

引用格式：邓柏旺.南新泾泵闸大体积混凝土闸底板温度应力场有限元计算分析[J].水利水电快报,2023,45（S1）：51-56.

南新泾泵闸大体积混凝土闸底板温度应力场

有限元计算分析

邓柏旺

（上海市水利工程集团有限公司，上海201612）

摘要：为研究不同工况条件下大体积混凝土温控措施的可行性，开展了大体积混凝土闸底板温度应力场

有限元计算分析。以上海南新泾泵闸工程为例，对闸室底板段大体积混凝土不同截面处的温度进行仿真计

算，并将成果数据与相应截面的温度实测数据比对,验证模型及参数的准确性。在模型的准确性得到验证之

后，以温度为荷载进一步对底板应力进行计算，确定底板拉应力的分布规律。结果表明：有限元计算分析的

底板整体受力符合大体积混凝土受力状态分布规律，大体积混凝土闸底板底层浇筑区和两侧齿墙边缘棱角

处出现了拉应力集中，可为“内部降温、外部保温”的温控防裂策略提供依据。

关键词：大体积混凝土；温度应力场；有限元计算；南新泾泵闸工程

中图法分类号：TV544文献标志码：AD0I:10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.S1.015

文章编号：1006-0081(2024)S1-0051-06

0引言土温控施工提出具体建议，对预防大体积混凝土

水工建筑物裂缝的产生、保证工程长久安全的运

目前，针对大体积混凝土温度裂缝的控制问题行具有参考价值[3]。

未完全得到解决，混凝土内外的温度梯度引起的应

力仍是主要技术难题[]。上海市闵行区所修建的1工程概况

南新泾泵闸工程涉及多处大体积混凝土浇筑区域。南新泾泵闸位于上海市闵行区新泾港河道和

基于闸室结构特点，如果闸室下部底板出现温度裂淀浦河汇流处，担负着南新泾水系防汛除涝的重

缝,过流时的高速水流及超高压强将会进一步破坏要任务。南新泾泵闸近邻黄浦江，工程等级为I

底板结构,加之底板上部闸墩的压应力会使内部拉等,其中，1级水工建筑物包括泵房、闸室、进出水

应力增加，导致底板整体安全性受到影响。对此,若池、外河侧消力池、翼墙及护岸等。闸室底板顺水

不及时采取相应的温控措施，会使表面裂缝转变为流方向长8m，垂直水流方向长15m，中间浇筑厚

贯穿裂缝,危及闸室的安全[2]，影响泵站运行。1.6m两侧齿墙浇筑厚2.5m,基础底高程-2.5m。

在进行大体积混凝土施工时，通常根据以往泵站作业方式为单向作业，共设3台竖井式圆筒泵，

工程经验及相关技术规范和理论依据。针对重大每台泵设计流量为13.33m²/s，总流量达40m²/s，

工程及高质量要求的工程，这些经验存在不定因闸室底板混凝土强度等级为C30，混凝土浇筑量约

素，不利于精细化管理控制。本文基于大体积混为751m°。

凝土温度场与应力场变化特点，在国内外相关学根据设计要求，为控制底板裂缝，在混凝土中添

者研究成果的基础上，结合大体积混凝土底板温加聚丙烯腈抗裂纤维，在混凝土中的指导掺量为

度监测数据，展开对闸室底板温度场和应力场的0.8kg/m²,经计算，添加抗裂纤维后，混凝土抗裂级

仿真分析，并进一步研究不同工况条件下大体积别为I级。水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥,底

混凝土温控措施的可行性。最后针对大体积混凝板下部基础采用C30灌注桩固基，中心间距1.2m，

收稿日期:2023-05-05

作者简介：邓柏旺，男，高级工程师，硕士，主要从事城市水利规划及水工结构设计、施工、管理工作。E-mail:258157436@

qq.com

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