束永峰

(安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601)

0引 言

近些年来，为了减少汛期给民众造成安全隐患和经济损失，国家对水利工程的重视度越来越高。水利工程中都会涉及到水闸的建造，在实际工作中一般只考虑侧向水压力给水闸闸墩的影响，闸墩的受力大小直接关系到水闸整体的稳定性。本文就是在考虑温度的影响下，对水闸闸墩在其养护期间进行温度应力场下有限元分析。了解闸墩可能出现裂缝的位置，从而采取必要的措施，经过使用添加冷凝管的方法进行优化设计，对优化前后计算结果进行比较分析；了解此优化方法对大体积混凝土结构减少裂缝的办法。

1 工程概况

该工程位于合肥董铺水库某一段的一个水闸工程，该水闸属于大体积混凝土结构，在建造过程要考虑到水化热对水闸闸墩的影响，现对给水闸闸墩进行温度应力场三维有限元模拟，对有可能形成裂缝的闸墩下部混凝土采取设置冷凝管降温控制措施，确保混凝土不产生裂缝。闸墩下部冷凝管布置如图1所示。

图1 闸墩底部冷凝管布置示意图

2 有限元求解基本原理

对于由内部热源的混凝土热分析问题，遵循能量守恒定律，因此混凝土的水化热有限元分析的控制方程为：

(1)

式中λ为混凝土的热传导系数，c为混凝土的比热容，ρ为密度，w为混凝土的内部生热率。

对于大体积混凝土结构在温度应力场进行有限元求解时，需要有明确的初始条件和边界条件。……