热负荷对老化双曲度薄混凝土拱坝结构响应的影响——该拱坝处于显著的水库水位波动环境中

《Thermo》：Effect of Thermal Loads on the Structural Response of an Aging Double-Curvature Thin Concrete Arch Dam Experiencing Significant Reservoir Level Fluctuations

　　

摘要

高拱坝是一种结构高效的水力结构，适用于苛刻的荷载条件，包括极端荷载，并且在其承重机制方面得到了广泛的认可。这些薄型混凝土结构在其服役期间的独特性能往往非常有趣，值得研究。与重力混凝土坝不同，对于高拱坝（尤其是薄型高拱坝），由于几何形状和荷载传递机制的影响，温度荷载的影响更为显著。本文分析了一座现有高双曲率薄型混凝土拱坝在库水位波动情况下的热荷载与由此产生的变形和应力之间的联合作用。内外拱面持续暴露于环境中的热荷载导致了关键的荷载情况。基于有限元分析（FEM）的模拟结合现场监测数据，用于研究稳态条件下温度对结构响应的影响。研究结果表明，坝体上部温度升高会导致不希望出现的拉应力，应力值接近2.0 MPa，这可能会引发水平裂缝。上游坝脚区域也因温度荷载而产生较高的拉应力。该坝在50年的服役期间表现出明显的异常变形行为。季节性温度变化可能是导致坝体非典型响应的原因之一。虽然这种异常行为并不罕见，但研究也发现采取缓解措施是有效的，这表明需要持续进行监测以确保其健康运行。