09结构工程师考试-混凝土高坝施工温度控制决策支持系统

  我国是混凝土坝大国，在建的混凝土坝，数量居世界之首，坝体高度也居世界首位，如在建的锦屏一级拱坝（高305m）、小湾拱坝（高292m）和溪洛渡拱坝（高278m）的高度均超过了目前世界最高的英古里拱坝（高272m）；在建的龙滩RCC重力坝（高210m）也是世界最高的RCC坝，一个国家同时兴建4座世界最高的混凝土坝是史无前例的。
    温度控制是保证混凝土高坝工程质量和进度的关键之一，国内外过去不少混凝土坝因施工中出现裂缝问题而造成被动局面，甚至被迫停工修补，有的工程因此延误工期达数年之久，有的工程因不能及时进行接缝灌浆而被迫推迟蓄水发电。因此，在混凝土高坝施工中，加强混凝土温度的实时监控和科学管理是十分必要的。    影响高坝温度控制的因素主要包括：（1）温度控制措施（混凝土预冷、水管冷却、表面保温、层面冷却等）；（2）施工时的气候条件；（3）混凝土施工进度；（4）混凝土的热学和力学特性；（5）坝体接缝灌浆温度等等。由于实际施工时，控制条件与设计中的预计值之间存在差异，例如：混凝土浇筑进度提前或拖后，水泥或掺和料的特性有一定变化，气候条件发生变化等等，这些条件的改变对大坝温控的影响至关重要。此外，在设计中拟定的温控措施的实际效果，也难免会与当初的设想有一定的出入。
    实际工程中，只在少数观测坝段埋设观测仪器，绝大多数坝块内没有观测仪器。当实际情况与当初预计有所不同时，一般难以及时发现并采取相应的措施，这正是实际工程中出现裂缝或接缝灌浆被迫推迟的重要原因。本研究成果的应用已使这些问题得以有效控制。其方法之一就是建立一个基于混凝土坝温控仿真的施工监控管理决策支持系统，在大坝施工过程中，对大坝的温度及应力状态不断地进行动态仿真和实时监控，根据工地不断变化的实际条件，适时调整温控措施，及时进行接缝灌浆前的坝体冷却，防止大坝出现危害性的裂缝，确保大坝工程质量和进度。
    过去在混凝土坝的施工过程中，实际条件有所改变时，其影响如何，事先难以预测，当实际施工结果达不到设计要求时，问题已经形成，难以改变。针对我国混凝土高坝建设的需要，本项目研发的高水平软件系统，在施工过程中，可了解大坝各坝块施工条件、温度、应力状态及各种温控措施的效果，并且在浇筑混凝土之前，根据当时实际条件，对施工期及运行期大坝温度及应力进行预报，如施工期或运行期坝体的温度和应力状态有问题，可及时发现并当机立断，采取适当措施予以补救，避免出现事故。本系统的运用，将使混凝土坝建设水平迈上一个新台阶。