第三节 厂房坝段计算模型及准稳定温度场分析

水电站厂房结构复杂，下部有大体积混凝土结构，上部有框架式钢筋混凝土薄壁结构，施工中采用分块、分缝、跳仓浇筑，温度应力仿真分析异常复杂，温控设计难度较大。首先要求其计算模型尽量反映细部结构，并考虑各部分混凝土施工进度。其次了解厂房坝段在长期的实际运行过程中的温度变化情况，即厂房坝段无混凝土水化热温升情况下的温度变化规律，来确定厂房坝段的允许最高温度。

一、厂房坝段计算模型

由于中间7台机组结构尺寸完全相同，计算模型选定厂房5号机组整个坝段，由于上部为框架式混凝土结构，下部为大体积混凝土结构，参考以往计算经验，计算模型中厂房范围取高程51.20m下大体积混凝土结构部分，坝基范围为：上下游方向取坝高的2.5倍，地基深度取2倍坝高。厂房坝段有限元计算模型见图2-6。厂房坝段有限元计算网格中，单元总数123298，节点总数134796。

图2-6（一） 厂房坝段有限元计算网格示意图

图2-6（二） 厂房坝段有限元计算网格示意图

二、厂房坝段准稳定温度场

峡江主厂房坝段尽管顺河向方向近百米，由于底板厚度较小，厂房坝段混凝土壁厚较小，坝段之间分缝处为绝热边界条件，很难形成稳定温度场。因此，需要用冬季的准稳定温度场作为计算温差的起点。若水轮机流道上下游闸门启闭频繁且有规律，则还需考虑闸门启闭的影响。

此外，由于坝段顺河向较长，坝段底板受基岩约束作用大，需要了解底板与基岩接触面的准稳定温度场。图2-7为坝段及底板与基岩接触面的1月准稳定温度场云图。经分析，厂房坝段各月准稳定温度场的温度变化范围约为5.5～29.5℃，底板与基岩接触面准稳定温度场的温度变化范围约为14～22℃。

图2-7 峡江1月准稳定温度云图