随着我国水利水电建设工程项目不断增多,对于水利工程的施工质量也提出了更加严格的要求,其中水利工程隧洞施工的质量控制至关重要,因此,对于水利工程隧洞的设计要采用最严格的施工标准,对于隧洞衬砌结构,施工要求是不允许其产生开裂,但是,在实际的工程之中要避免裂缝的出现是不现实的,因此,对大多数水工隧洞衬砌结构而言,只需按限裂计算配筋即可。文章主要阐述了水利工程隧洞衬砌结构的类型,并详细地分析了隧洞衬砌结构出现结构裂缝的原因,最后提出了衬砌结构限裂优化设计。
以国外某引水式电站引水隧洞为例,采用大型有限元程序LUSAS,以美国规范为标准进行隧洞衬砌的有限元计算。计算结果很好地反映了隧洞衬砌结构的受力情况,隧洞在围岩压力、水压力、自重等荷载作用下,在内水压力不大的情况下以受压为主,此时衬砌结构为偏心受压构件,主要由轴力控制,且最大轴力一般发生在衬砌的底部,若能增大此处混凝土的受压面积则可有效减少配筋。
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