我國是混凝土壩大國，在建的混凝土壩，數(shù)量居世界之首，壩體高度也居世界首位，如在建的錦屏一級拱壩（高305m）、小灣拱壩（高292m）和溪洛渡拱壩（高278m）的高度均超過了目前世界的英古里拱壩（高272m）；在建的龍灘RCC重力壩（高210m）也是世界的RCC壩，一個國家同時興建4座世界的混凝土壩是史無前例的。
溫度控制是保證混凝土高壩工程質(zhì)量和進度的關鍵之一，國內(nèi)外過去不少混凝土壩因施工中出現(xiàn)裂縫問題而造成被動局面，甚至被迫停工修補，有的工程因此延誤工期達數(shù)年之久，有的工程因不能及時進行接縫灌漿而被迫推遲蓄水發(fā)電。因此，在混凝土高壩施工中，加強混凝土溫度的實時監(jiān)控和科學管理是十分必要的。
影響高壩溫度控制的因素主要包括：（1）溫度控制措施（混凝土預冷、水管冷卻、表面保溫、層面冷卻等）；（2）施工時的氣候條件；（3）混凝土施工進度；（4）混凝土的熱學和力學特性；（5）壩體接縫灌漿溫度等等。由于實際施工時，控制條件與設計中的預計值之間存在差異，例如：混凝土澆筑進度提前或拖后，水泥或摻和料的特性有一定變化，氣候條件發(fā)生變化等等，這些條件的改變對大壩溫控的影響至關重要。此外，在設計中擬定的溫控措施的實際效果，也難免會與當初的設想有一定的出入。
實際工程中，只在少數(shù)觀測壩段埋設觀測儀器，絕大多數(shù)壩塊內(nèi)沒有觀測儀器。當實際情況與當初預計有所不同時，一般難以及時發(fā)現(xiàn)并采取相應的措施，這正是實際工程中出現(xiàn)裂縫或接縫灌漿被迫推遲的重要原因。本研究成果的應用已使這些問題得以有效控制。其方法之一就是建立一個基于混凝土壩溫控仿真的施工監(jiān)控管理決策支持系統(tǒng)，在大壩施工過程中，對大壩的溫度及應力狀態(tài)不斷地進行動態(tài)仿真和實時監(jiān)控，根據(jù)工地不斷變化的實際條件，適時調(diào)整溫控措施，及時進行接縫灌漿前的壩體冷卻，防止大壩出現(xiàn)危害性的裂縫，確保大壩工程質(zhì)量和進度。
過去在混凝土壩的施工過程中，實際條件有所改變時，其影響如何，事先難以預測，當實際施工結(jié)果達不到設計要求時，問題已經(jīng)形成，難以改變。針對我國混凝土高壩建設的需要，本項目研發(fā)的高水平軟件系統(tǒng)，在施工過程中，可了解大壩各壩塊施工條件、溫度、應力狀態(tài)及各種溫控措施的效果，并且在澆筑混凝土之前，根據(jù)當時實際條件，對施工期及運行期大壩溫度及應力進行預報，如施工期或運行期壩體的溫度和應力狀態(tài)有問題，可及時發(fā)現(xiàn)并當機立斷，采取適當措施予以補救，避免出現(xiàn)事故。本系統(tǒng)的運用，將使混凝土壩建設水平邁上一個新臺階。
研究內(nèi)容
主要研究內(nèi)容包括：
（1）大壩溫度場和應力場的現(xiàn)場仿真分析
從澆筑第一方混凝土開始，根據(jù)現(xiàn)場實際施工進度、氣候條件、材料特性及實際溫控措施，仿真計算各壩塊的實際溫度場和應力場，可隨時了解已澆混凝土的溫度及應力狀態(tài)及其變化規(guī)律。
（2）大壩溫度場和應力場的預報
當施工達到一定階段后，可根據(jù)當時已澆壩體的實際溫度情況，按照預定計劃，進行仿真分析，以預報完工后壩體的溫度和應力狀態(tài)，檢查是否符合要求；當施工條件（材料特性、氣候條件、溫控措施、施工進度等）有所改變時，可根據(jù)新的條件及已澆壩體的實際情況，擬定幾個施工方案，進行仿真計算，預報竣工后壩體溫度與應力狀態(tài)，從中選擇一個滿足要求的可行方案；在壩體接縫灌漿之前，根據(jù)已澆混凝土的實際溫度進行仿真計算，預報達到灌漿溫度所需時間，及時調(diào)整溫控措施，保證大壩能夠及時灌縫蓄水。
（3）大壩溫度場反分析
室內(nèi)試驗求得的混凝土熱學性能與實際情況往往有一定出入。根據(jù)現(xiàn)場實測混凝土溫度，可對混凝土熱學性能進行反分析。
（4）大壩溫度控制決策支持系統(tǒng)
收集專家豐富的溫控經(jīng)驗，根據(jù)仿真分析結(jié)果，提供溫控咨詢服務；本系統(tǒng)可考慮施工條件的變化（如施工進度的改變、氣候條件及材料特性的改變等），根據(jù)擬定的幾種不同的施工條件（包括混凝土澆筑層厚、間歇時間、混凝土預冷、表面保溫、水管冷卻、層面散熱、混凝土熱學與力學特性的改變、壩體孔口、混凝土自重、上下游面水壓力等），用三維有限元完全模擬大壩施工過程，進行仿真計算，分析大壩溫度的變化并進行顯示和繪圖，參照溫控專家經(jīng)驗，為根據(jù)工地實際條件修改大壩溫度控制措施和決定大壩灌漿進度提供決策支持。
創(chuàng)新點
主要創(chuàng)新點包括：
（1）國內(nèi)外第一個混凝土壩施工溫控決策支持系統(tǒng)；
（2）施工現(xiàn)場仿真的新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
（3）包括各種自動化功能在內(nèi)的友好的用戶界面；
（4）完備的錯誤檢查、錯誤信息顯示及豐富的繪圖功能。
應用前景及社會經(jīng)濟效益
本系統(tǒng)已成功用于浙江寧波鄞縣周公宅拱壩施工期全壩整體仿真分析，該壩為我國華東第一高壩，壩高126.5m，共分23個壩段。仿真分析結(jié)果與實測溫度吻合良好。
溫度控制是保證混凝土高壩工程質(zhì)量和進度的關鍵之一，國內(nèi)外過去不少混凝土壩因施工中出現(xiàn)裂縫問題而造成被動局面，甚至被迫停工修補，有的工程因此延誤工期達數(shù)年之久，有的工程因不能及時進行接縫灌漿而被迫推遲蓄水發(fā)電。因此，在混凝土高壩施工中，加強混凝土溫度的實時監(jiān)控和科學管理是十分必要的。
影響高壩溫度控制的因素主要包括：（1）溫度控制措施（混凝土預冷、水管冷卻、表面保溫、層面冷卻等）；（2）施工時的氣候條件；（3）混凝土施工進度；（4）混凝土的熱學和力學特性；（5）壩體接縫灌漿溫度等等。由于實際施工時，控制條件與設計中的預計值之間存在差異，例如：混凝土澆筑進度提前或拖后，水泥或摻和料的特性有一定變化，氣候條件發(fā)生變化等等，這些條件的改變對大壩溫控的影響至關重要。此外，在設計中擬定的溫控措施的實際效果，也難免會與當初的設想有一定的出入。
實際工程中，只在少數(shù)觀測壩段埋設觀測儀器，絕大多數(shù)壩塊內(nèi)沒有觀測儀器。當實際情況與當初預計有所不同時，一般難以及時發(fā)現(xiàn)并采取相應的措施，這正是實際工程中出現(xiàn)裂縫或接縫灌漿被迫推遲的重要原因。本研究成果的應用已使這些問題得以有效控制。其方法之一就是建立一個基于混凝土壩溫控仿真的施工監(jiān)控管理決策支持系統(tǒng)，在大壩施工過程中，對大壩的溫度及應力狀態(tài)不斷地進行動態(tài)仿真和實時監(jiān)控，根據(jù)工地不斷變化的實際條件，適時調(diào)整溫控措施，及時進行接縫灌漿前的壩體冷卻，防止大壩出現(xiàn)危害性的裂縫，確保大壩工程質(zhì)量和進度。
過去在混凝土壩的施工過程中，實際條件有所改變時，其影響如何，事先難以預測，當實際施工結(jié)果達不到設計要求時，問題已經(jīng)形成，難以改變。針對我國混凝土高壩建設的需要，本項目研發(fā)的高水平軟件系統(tǒng)，在施工過程中，可了解大壩各壩塊施工條件、溫度、應力狀態(tài)及各種溫控措施的效果，并且在澆筑混凝土之前，根據(jù)當時實際條件，對施工期及運行期大壩溫度及應力進行預報，如施工期或運行期壩體的溫度和應力狀態(tài)有問題，可及時發(fā)現(xiàn)并當機立斷，采取適當措施予以補救，避免出現(xiàn)事故。本系統(tǒng)的運用，將使混凝土壩建設水平邁上一個新臺階。
研究內(nèi)容
主要研究內(nèi)容包括：
（1）大壩溫度場和應力場的現(xiàn)場仿真分析
從澆筑第一方混凝土開始，根據(jù)現(xiàn)場實際施工進度、氣候條件、材料特性及實際溫控措施，仿真計算各壩塊的實際溫度場和應力場，可隨時了解已澆混凝土的溫度及應力狀態(tài)及其變化規(guī)律。
（2）大壩溫度場和應力場的預報
當施工達到一定階段后，可根據(jù)當時已澆壩體的實際溫度情況，按照預定計劃，進行仿真分析，以預報完工后壩體的溫度和應力狀態(tài)，檢查是否符合要求；當施工條件（材料特性、氣候條件、溫控措施、施工進度等）有所改變時，可根據(jù)新的條件及已澆壩體的實際情況，擬定幾個施工方案，進行仿真計算，預報竣工后壩體溫度與應力狀態(tài)，從中選擇一個滿足要求的可行方案；在壩體接縫灌漿之前，根據(jù)已澆混凝土的實際溫度進行仿真計算，預報達到灌漿溫度所需時間，及時調(diào)整溫控措施，保證大壩能夠及時灌縫蓄水。
（3）大壩溫度場反分析
室內(nèi)試驗求得的混凝土熱學性能與實際情況往往有一定出入。根據(jù)現(xiàn)場實測混凝土溫度，可對混凝土熱學性能進行反分析。
（4）大壩溫度控制決策支持系統(tǒng)
收集專家豐富的溫控經(jīng)驗，根據(jù)仿真分析結(jié)果，提供溫控咨詢服務；本系統(tǒng)可考慮施工條件的變化（如施工進度的改變、氣候條件及材料特性的改變等），根據(jù)擬定的幾種不同的施工條件（包括混凝土澆筑層厚、間歇時間、混凝土預冷、表面保溫、水管冷卻、層面散熱、混凝土熱學與力學特性的改變、壩體孔口、混凝土自重、上下游面水壓力等），用三維有限元完全模擬大壩施工過程，進行仿真計算，分析大壩溫度的變化并進行顯示和繪圖，參照溫控專家經(jīng)驗，為根據(jù)工地實際條件修改大壩溫度控制措施和決定大壩灌漿進度提供決策支持。
創(chuàng)新點
主要創(chuàng)新點包括：
（1）國內(nèi)外第一個混凝土壩施工溫控決策支持系統(tǒng)；
（2）施工現(xiàn)場仿真的新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
（3）包括各種自動化功能在內(nèi)的友好的用戶界面；
（4）完備的錯誤檢查、錯誤信息顯示及豐富的繪圖功能。
應用前景及社會經(jīng)濟效益
本系統(tǒng)已成功用于浙江寧波鄞縣周公宅拱壩施工期全壩整體仿真分析，該壩為我國華東第一高壩，壩高126.5m，共分23個壩段。仿真分析結(jié)果與實測溫度吻合良好。