浅谈汽轮发电机基座底板施工技术

１Ｘ ｆ ． ｌ Ｏ ０． ． ２
式中 ： 为导温系数；Ｔ ａ 为温度 ； ０ 为绝热温升 ；）为导热系数 ；ｔ Ｌ 为 时间。 热传导方程建立了问题域 的温度与时间、空间 的关系 ， 为使得解 但 答具有唯一性 ， 还需引入边值条件 。其 中 始温度 即为浇筑时的混凝土 初 温度 ，边界条件在混凝土构筑物 中广泛使用 的是第３ 类边界条件 ，即当 混凝土与空气接触时表面热流量 与混凝土表面温度 Ｔ 与气温Ｔ之差成正 ａ
浇 注 温度 ， ｑ Ｃ
３． １ ７
混凝土２ｄ ８强度／ Ｐ ， ａ ｎ 弹性模量／ Ｋ ． ２ （ ｎｍ－）
３ ０ ３ Ｘ１ ． ０ Ｏ
１ Ｘ１６ ． ０ Ｏ
一（ 努＋ ＋ ａ ＋ ）
㈩
热膨胀 系数 泊松 比 每ｍ 泥量／ ｋ． ） 冰 （ｇ ｍ
１ Ｘ ０ ． ｌ５ Ｏ ｒ Ｏ１ ．８ ３Ｏ ２
２０ ２ 科 第ｌ ０ 期 １ 年
北斗导航 定位系统发展研究
外 界 温度 ， ℃
２ ５ ２ ＿ ３
１ ２ １ ２
３． １ ７
１ ８ １ ． ７
１ ２
期混凝土强度和弹性模量 的逐渐发展 ， 出温度应力的变化特点 ，所得 得 结论对混凝土的防渗抗裂设计具有一定的参考意义。 １ 非稳 态温度 场理 论 根据热传导理论 ， 三维瞬态温度场的Ｉ ｐ ｅ￣ 程为 ： ． ｌ ｅＹ ，ａ ａ
算 ｌ５ ｏ ｏห้องสมุดไป่ตู้
毒 １ｏ ｏ ｏ
一 ＝ 一 （ ２）
５ ∞ Ｏ
’
．
厂
计箨唐力
式 中：Ｂ 为表面放热系数。 ’ 由于热膨胀 只产生线应变 ，剪切应变为零。因此 ，计算温度应力时 只需得到温度 变化引起的初应变ｓ 进 而得到相应 的初应变引起 的温 ，
度载荷 ，然后按 照常规动力有限元方法进 行求解 即得 问题域 的温度应
表面多，故 中心部位会产生拉应力。 表１ 材料和计算参数 名 称
比热 ， ｋａ￣ －℃。） （ ｃｌｇ’ ｋ
基 础 Ｏ２ ＿ ５
部位
地基 ０ － ２
容重／（ ｎｍ３ ‘ Ｋ ．－） 热传导率， ｋａｒ ： ） （ ｃ ．－ － １ ｈ℃ ｅ
对 流 系数 表 面 （ ｃ１ ℃ ）模 版 ｋａ． ｈ ｍ－
力。
２ 计 算模 型
某工程中汽机基座底板 的外形为４ ．ｍ × ６ １ × ．ｒ ，计算域 的 ８ ０ １ ．３ ３ ６ ＂ ５ｒ Ｉ ｌ
土体厚度取５ ｍ。另外 ，为准确计算大体积混凝土的温度应力 ， ． ０ 必须考 虑施工阶段水化热 以及外界温度变化等因素的影 响，计算中的材料和热
－
（） ｂ 廉扳袭蕊 繁 ｌ 生成力髓时闻的燮纯
图１底板第 ｌ 主应力 的时程变化 ４ 结 论 汽机基座底板 的温度应力是大体积混凝土 防渗和耐久性设计 的重要 指标 ，由于汽机基座底板 的温度应力和强度都是随时间变化的，瞬态应
● Ｅ
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特性数据如表Ｉ 所示。 ． 本文基 于非稳态温度场 的理论 ，对基座底板混凝 土浇 筑后ｌ０ ｈ Ｏ０ ￣
霎
．
的各个阶段进行了计算 ，其中混凝土在浇筑后的强度 和弹性模量发展按
照Ａ Ｉ Ｃ的建议考虑。
０
｛舞 窿力 ｛
ｌ ｈ ，
３ 结果分 析
通过将 非稳态温度场分析 得到的节点 温度变化转化 为等效荷载作 用于基座底板上进行温度应力分析，得到混凝土浇筑后第 １ 、３ 、６ 、 Ｏ ０ ｏ ８ 、 １０ ５ 、３ ０ ０ ０ ０ 、２０ ５ 、５０、７ ０ Ｏ０ 的最大主应力云图。由图可见 ， ０ 、ｌ０ ｈ 底板 的表面首先 出现拉伸应力，随着时间的增加 ，表面的拉应力逐渐变 为压应力。而底板 的中心部位 ，应力的变化却恰恰相反 ，即应力状态是 逐渐 由压变为拉 的，造成这一现象 的主要原因是底部不同的温度分布造 成 了不同的体积变化引起的。 ． 即水化反应的初期阶段 ，底 板中部 的温度高于表面进 而导致 了表面 产生拉应力 ，而随着水化热引起的温度开始下降 ，中心部分的收缩会 比
比：
基座底板 中心和表 面位置处 ，第１ 主应力 随着时间变化如图１ 所示 。 由图可见 ，中心位置的最大拉应力为Ｏ ２ Ｐ ，表面处的最大拉应力为 ．Ｍａ ７ ０ ２ Ｐ ，两者均小于浇注过程 中混凝土的强度发展。 ．Ｍ ａ ９
０ ｏ Ｏｏ ０ 童５Ｏ ｏ ２０ ｏ ｏ
一
燧
凝土 的防渗抗裂设计 具有一定 的参考意义 。
关键 词 基座 ；大体 积混凝土 ；防渗抗裂 中囤 分 类号 Ｔ ｕ 文献 标识 码 Ａ 文章 编号 １７ —６ １（ １）１－ １５ Ｏ ６３９７ 一２ ０１１Ｏ 一 １ ０ １
汽轮发电机基座是发电设备 的延续 ，支撑着 巨大 的机组设备 ，一般 为钢筋混凝土框架结构 ，包括底板和上部结构两部分 。汽轮发电机基座 作为火力发电厂的重要构筑物 ，其安全 ｆ 生和耐久性对 于汽轮机和发 电机 的健康运行具有重要的意义。 为了使得基座在巨大的设备荷载下具有 良好的动力特性 ，基座底板 往往做成大体积混凝土结构 。而大体积混凝土施工常见的质量 问题是温 度裂缝 ，尤其是考虑到裂缝 的不可逆性 ， 必须在设计过程就注意 防止温 度裂缝的产生或把裂缝控制在允许范围内。因此 ，需要设计 人员掌握大 体积混凝土内的温度场 、应力场的分布规律 ，从而在设计 、施工 中采取 有效的防裂措施 。本文将 以某基座的大体积混凝土底板为例 ， 考虑施工
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浅谈汽轮发 电机基座底板施 工技术
韩 春 亮
（ 广东 省电力第一工程局 ，广东 ， 州 ５ ０ ３ １７ ５）
摘 要 将 以某基 座的大体积 混凝土底板 为例 ，考 虑施工期 混凝土强度 和弹性模量 的逐渐发 展 ，得 出温度应力 的变化特点 ，所得结论 对混