1.7 研究成果的推广应用前景分析

由于本项目是结合三峡水电站压力管道优化设计方案这一重大工程进行研究的，是紧密结合工程实践的，故其研究成果对指导工程设计和施工是有帮助的；各子题的研究理论和方法都有一定的突破和创新，为进一步研究打下良好的基础，现对能够推广应用的成果归纳如下：

（1）自主开发的施工仿真程序FZFX3D，可模拟三维跳仓浇筑，设置冷却水管，考虑或不考虑混凝土徐变特性等，可实时掌握施工过程的温度场及初始应力场，实用性强。前后处理采用了大型通用软件ANSYS解除了繁重的工作负担，使计算结果清晰明了且表达自如（详图见第2章彩图）。

（2）在施工仿真分析中对管道施工优化的结果表明，下弯段可集中在低温季节浇筑，并采取冷却措施，斜直段和上弯段可不取用冷却措施，在夏季高温季节到来之前浇筑完毕，可使浇筑最高温度明显下降，从而降低温度梯度，避免早龄期混凝土开裂；若管道全部集中在冬季浇筑，又不采取冷却措施则是不明智的。此结论对优化管道施工方案避免施工期裂缝是有帮助的。

（3）施工期考虑徐变影响可降低整个施工期混凝土拉应力，管道外包混凝土环拉力可降低约35%，该数量概念可供设计人员参考。

（4）管道运行期温度对钢衬钢筋应力及缝宽影响的计算表明：温度内低外高时管壁外表面缝宽缩小；内高外低时管道外表面缝宽扩大。温度对缝宽影响值在0.01～0.1mm之间，温度缝宽约为设计内水压缝宽的15%～25%，对钢材应力影响在±35MPa之间，该计算结果与三峡管道大比尺 （1∶2）平面结构模型试验的结果相互验证，是完全一致的。该结果可为设计人员参考。

（5）坝后背管外包混凝土裂缝宽度实用新算法研究中给出的钢筋应力、裂缝宽度、温度缝宽的计算公式和算例，虽然其可靠性还应通过工程实践的验证，但暂作为工程技术人员的参考是可行的。

（6）神经网络和数值流形法预测裂缝宽度和形态，虽然是在这一领域的初步尝试，但其可行性和进一步研究的可能是不言而喻的。

（7）三维非线性有限元分析虽然采用朱伯芳的理论实现了管道开裂后仍可继续计算的突破，但缝宽仍不可得，其计算理论和方法还有待发展。

（8）对三峡9号、10号钢管坝段2002年12月发现环向裂缝的看法：9号坝段的浇筑时间为2001年10月10日至2002年1月18日，按施工优化的结果属不利的浇筑时间，且下弯段未设冷取措施。计算（已浇筑部分按实际浇筑情况，待浇部分按施工计划）管道混凝土最高温度值出现在管道与坝体预留槽侧壁相接部位，达到39℃，斜直段与下弯段相接部位、上弯段与坝体相接部位、斜直段和上弯段与坝体相接的管道腰部均有较大拉应力。故9号坝段出现施工期裂缝按仿真分析是完全有可能的。