在大江大河上修建水利水电工程,大坝施工是控制整个水电站工期的关键项目,其施工进程和施工质量直接影响工程的建设工期和安危。高混凝土重力坝施工是一个极其复杂的动态过程,高标准、高强度的连续施工给其施工方案优化与施工实时控制提出了更高的要求。本文系统地分析了高混凝土重力坝施工系统,运用水电工程科学、计算机科学、仿真技术和系统工程理论等先进理论技术,结合向家坝水电站,提出了实现高混凝土重力坝施工仿真与实时控制分析的理论方法及其应用技术,主要获得了以下研究成果:(1)综合考虑多种浇筑机械联合施工,提出了复杂约束条件下的高混凝土重力坝施工系统耦联分析方法,建立了以塔带机、缆机、门塔机为主的高混凝土重力坝浇筑施工仿真与实时控制数学逻辑模型,为揭示高混凝土重力坝施工过程的内在规律提供理论基础。(2)提出了复杂机械设备配置下的高混凝土重力坝施工动态仿真与优化技术,建立了基于动态仿真的高混凝土重力坝施工进度动态实时控制机制;通过施工方案调整与施工进度实时控制方法,确定合理的施工机械配套方案,选择合理的浇筑规则和控制准则,优化施工方案,对后续方案进行及时调整与优化。(3)基于所提出的理论方法和技术,研制开发了高混凝土重力坝施工动态仿真与实时控制(DSim_XJB)系统,该系统可进行交互式仿真与实时控制分析,为高混凝土重力坝施工方案设计与优化提供了技术平台。结合向家坝水电站二期大坝工程关键技术问题,进行了应用分析研究,对向家坝水电站二期大坝施工进行了仿真计算、成果评价与控制分析,提出了优化施工进度的有效措施,同时获得大坝相应坝块的浇筑顺序、浇筑机械、浇筑时间等关键参数,并将复杂的施工过程用运动的三维画面形象地描述出来,使工程人员和决策者能够准确、快速获得施工系统的技术经济指标,提高了高混凝土重力坝施工组织设计和施工进度控制的水平与效率,为确定向家坝水电站二期大坝混凝土施工方案提供了技术支持。