标准规范下载简介和部分内容预览：
天生桥一级大坝面板应力分析天生桥一级水电站位于贵州省望谟县与广西壮族自治区交界的南盘江上，是一座以发电为主的大型水利枢纽工程。其大坝采用混凝土面板堆石坝结构形式，这种坝型具有适应地基条件能力强、抗震性能好、经济性高等优点，但面板作为防渗体系的核心部分，其应力状态直接影响大坝的安全性和耐久性。
面板应力分析是天生桥一级大坝设计和运行中的关键环节。通过对面板的应力分布进行研究，可以评估面板在各种工况下的受力特性，确保其在长期运行中不会因过大的拉应力或剪应力而产生裂缝。分析过程中，通常采用有限元方法模拟面板在自重、水压力、温度变化及地震荷载等作用下的应力响应。研究表明，在正常蓄水位工况下，面板主要承受压应力和局部拉应力，而温度变化对面板应力的影响尤为显著。特别是在温差较大的季节交替时，面板可能因热胀冷缩效应而产生较大的温度应力，需通过优化面板厚度、增设配筋或调整施工工艺来缓解。
此外，天生桥一级大坝面板应力分析还结合了现场监测数据，验证数值模拟结果的准确性，并为后续运行管理提供科学依据。总体而言，合理的应力分析不仅保障了大坝的安全稳定，也为类似工程的设计提供了宝贵经验。
(Large Dam Safety Supervision Center of SERC, Hangzhou Zhejiang 310014)
天生桥一级水电站位于贵州省安龙县与广西壮族自治区 隆林县交界的南盘江干流上，为红水河梯级开发的第一级水 电站。坝址控制流域面积50139km²多年平均流量612m/s 水库正常蓄水位780m校核洪水位789.86m，总库容102.57 亿m。电站装机容量1200MW。工程枢纽主要由拦河大坝、 开式溢洪道、引水发电系统、地面厂房、放空隧洞等建筑物 组成。 拦河大坝为钢筋混凝土面板堆石坝最大坝高178m坝 顶高程791.0m坝顶长1104m宽12m，上游坝坡为1:1.4 下游平均坝坡为1:1.25（综合坝坡为1:1.4），面板厚0.3~0.9 m。面板分三期浇筑：第一期为680m高程以下，自1997年3 月开始浇筑至同年5月完成；第二期为680~746m高程，自 1997年12月开始浇筑至1998年5月完成；第三期为746~ 787.3m高程，自1998年12月开始浇筑至1999年5月完成。 面板共分69条块每条块宽16m总面积17.15万m²。 天生桥一级大坝于2000年8月建成。2003年7月18日 大坝面板L3/L4分缝（0+686桩号）附近混凝土出现挤压破 损，破损范围从防浪墙底部787.30m高程向水下延伸至 748.22m高程部分面板钢筋弯曲、露出。2003年8~10月对 面板破损部位进行修补共修补缝长73.3m。2004年5月28
日大坝L3、L4面板垂直分缝附近再次出现混凝土挤压破坏 面板破损范围延伸至二期面板710m高程修补的混凝土局部 纵向凸起748~754m高程破损范围较大，最宽达6m左右 面板底层钢筋弯曲变形对769m高程进行凿槽检查时发现 破损深度略浅于2003年修补深度部分缝段可见止水铜片翼 缘。为了给面板修复提供科学依据对面板进行了原型观测。
在面板不同高程共埋设了27组共84支应变计，在应变 计组旁配埋15支无应力计用以监测面板混凝土的应变应力 情况。同时在应变计组附近埋设了36组共72支钢筋计钢筋 计按水平向和顺坡向布置，以监测钢筋受力情况总体布置见 图1。
从应变计观测成果看，面板应变受温度影响较大随温度 升降而增减。目前面板内大部分应变计处于受压状态，且多
图1 面板内部应力监测布置（高程单位m
图1 面板内部应力监测布置（高程单位m
数应变测值趋于稳定。
图2面板混凝土应变分布
3.2面板应变类比分析
在2003年7月17日L3、L4面板垂直分缝受挤压矿 时附近水平向SGH21和SGH14点出现应变突变情况压应 变减小量分别为240x10和138x10，表明应变能量得到 定释放。在2004年5月22日L3、L4面板垂直分缝再次出现 挤压破坏时应变变化平缓仅SGH21压应变略有减小。
面板混凝土应力利用应变计和无应力计监测资料采用变 形法计算而得对未配埋无应力计的应变计组，采用附近无应 力计资料。面板混凝土的有关力学特性根据昆明勘测设计研 究院科研所提供的试验资料得到分别为：
式中E()为弹性模量C(,r)为徐变量k(,T)为松驰系数。由单 轴应变e计算应力时将时间分为n个时段，每个时段的起始 和终止时刻（龄期)分别为tl..m1o各时段中点龄 期（T=+)分别为TT各中点龄期对应的单轴 应变为81…n0 求得各方向的正应力后即可以计算出剪应力、主应力和 方向：
(4） (5) （6）
式中H代表水平向P代表顺坡向PH代表45°方向。
面板大部分区域受压，大压应力分布在坝0+620~0+800 范围，与大压应变I、Ⅱ区相对应混凝土应力分布见图3。顺 坡向最大压应力为26.9MPa(SGP10），出现在一期面板的上 部水平向最大压应力为20.21MPa(SGH20）出现在二期面 板的顶部最大主应力为24.14MPa（SG18）方向与顺坡向成 12°角（见图4）。面板拉应力范围较小主要分布在大坝两侧、 三期面板顶部以及面板周边缝附近。三期面板顶部顺坡向最 大拉应力曾达10MPa混凝土被拉裂后该处仪器损坏在坝 0+500~0+900范围顺坡向拉应力普遍超过1MPa。
4.2应力影响因素的定量分析
影响面板应力的主要因素有温度、水压和不可逆的时效 前二者引起弹性应力后者引起非弹性应力三者应力的总和 就是该点在这一方向上的总应力。通过回归计算非弹性应力 最大，占总应力的50%以上SG17顺坡向非弹性应力最大 （13.6MPa）SGP15顺坡向非弹性应力占总应力比例最大 （75.8%）表明面板应力处在逐渐积累的过程中。在弹性应力 中，一期面板测点水压应力大于温度应力，水压应力变幅在 1.4~13.6MPa，占总应力的18.8%~59.6%；温度应力变幅在 0.32~3.54MPa，占总应力的5.5%~11.6%。随着高程的增加 二、三期温度应力增大，二期温度应力接近水压应力水压应 力占总应力的16.2%~45.3%温度应力占8.3%~41.1%；三期 面板温度应力一般超过水压应力，温度应力在1.18~2.67 MPa占总应力的20%以上
图3面板混凝土实测应力分布示意
朱锦杰等：天生桥一级大坝面板应力分析
jjf(建材) 123-2021 行星式胶砂搅拌机校准规范图5面板钢筋应力分布示意
天生桥一级水电站为大库高坝，面板中间出现很大的压 应力实测混凝土顺坡向最大压应变达1061x10最大压应 力为26.9MPa水平向最大压应变为948x10最大压应力为 20.21MPa，面板中间垂直缝因受挤压而破损。目前各监测量 虽趋于平稳，但仍在继续发展，包括河床方向的轴向位移也未 停止。为使大坝健康运行，应及时对面板破损处进行修复。在 面板修复后，为改善面板混凝土的应力状况应对可能出现的 不利运行工况进行研究并采取相应措施。