溢洪道混凝土的温控防裂方案研究

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1、科研管理水利规划与设计2014年第6期溢洪道混凝土的温皿控丁防裂方案研究韩绪博王兆刚。(1．华北水利水电大学河南郑州450011；2．水利部建设管理与质量安全中心北京100038；3．北京市平谷区水务局北京1012o0)【摘要】由于水工建筑物溢洪道要承受高速和大流量的水冲刷，其对混凝土施工质量要求严格，防止裂缝的产生是工程建设者面临的一大难题。本文从溢洪道混凝土的材料特性和结构特点阐述了其裂缝机理，从材料方面和施工措施方面提出了防止裂缝的措施，并以某实际溢洪道为例，采用三维有限单元法，研究了改善应力状态、防止裂缝产生的混凝土温控防裂方案，指导工程施工。该方法对同类型工程的施工具有

2、一定的参考意义。【关键词】溢洪道裂缝机理温控防裂表面保温有限单元法【中图分类号】TV682【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2014)06-0060-04【DOI编码】i0．3969／j．iSsn．1672—2469．2014．06．0201前言溢洪道特殊的功能特点决定了它常采用高性能混凝土，它的强度和抗冲耐磨性能得到了建随着国民经济的快速发展和对清洁能源需设者的喜欢。但是高性能混凝土具有水灰比小、求的加大，我国西南地区的水能逐渐得到重视水泥用量多、水化热量大、混凝土绝热温升高和开发，为此，一大批水利水电工程正在建设且集中在早期释放等热学特性；也具有弹性模或者处于规

3、划设计中，包括大坝、溢洪道、泄量大、强度早强和自生体积变形大等力学特性，洪洞等大型水工建筑物。对这类水利工程而言，这些特性使其开裂现象更难控制，裂缝出现也更其水工建筑物的安全和耐久性非常重要，它不但为普遍、更加防不胜防。关乎整个工程的安全，也严重影响下游人民的生2．2结构方面命财产。工程经验u一表明，影响这类水工建筑不同于大坝大体积混凝土结构，溢洪道结构物安全的一个重要因素是裂缝问题，因此这类水单薄，厚度小基本是l～2m厚；与渡槽结构不同，工建筑物的裂缝问题是不得不重视问题。溢洪道结构简单，没有底板和侧墙、边墙和底板、溢洪道的工作特点是要承受高流速和大流主梁和底板等结构部位之间的

4、相互变形约束。但量的水流，其混凝土也往往采用抗冲耐磨混凝是不同于大坝和渡槽等结构，溢洪道顺河向分缝土，这种类型混凝土具有水泥用量大，绝热温升长度较长，整个结构都处于强约束区，受地基约高等特点。溢洪道结构特点具有厚度较小、顺河束非常明显，很容易产生裂缝，且一旦出现裂缝，向分缝长度较长、基础约束强等特性。这些特点都将是贯穿性裂缝，严重影响结构的耐久性和安决定了在我国现有温控技术条件下¨，溢洪全性。道施工期的温度控制就成为工程质量保证的关总之，溢洪道的材料特点和结构特点决定键。本文以三维有限单元法计算程序对某大型了其对于裂缝更为敏感，防裂的要求更为严格，溢洪道分析了不同温控措施组合条件

5、下的温控防裂难度也更大，施工中最大限度的控制危害裂防裂效果，筛选出适合该工程的温控防裂措施，缝出现对未来工程安全具有极其重要的意义。指导工程施工。该方法和措施对类似工程具有重要参考意义。3溢洪道混凝土的温控防裂措施2溢洪道混凝土裂缝成因和机理3．1优化混凝土材料2．1材料方面作者简介：韩绪博(1982年一)，男，工程师。·60·科研管理水利规划与设计2014年第6期护，为了达到最佳温控效果，以下面表3中方案为研究对象，筛选温控措施。温控方案具体详细1、方案2、方案3、方案4，四组组合温控措施内容见表3。表3温控方案水管冷却方案浇筑温度(℃)表面保温(kJ／Ⅲ．h．℃)目标温度(℃

6、)间距(mXm)水温(℃)流量(In3／h)方案1151．O×1．O方案21520281．0×1．0132．0方案3l5早期保温系数20，lO月份后保温系数为5281．O×1．0l32．O方案415早期流水养护，10月份后保温系数为5281．0×1．0132．04．4计算结果分析高温度最大应力摘要见表4，有关图的情况见图仿真计算结果夏季浇筑不同方案溢洪道最2～图5所示。表4夏季浇筑不同方案溢洪道最高温度最大应力摘要方案混凝土内部混凝土表面最高温度(℃)最大顺水流应力(a)龄期(d)安全系数最大顺水流应力(a)龄期(d)安全系数方案l41．753．892071．153．372011

7、．33方案237．193．252l31373．182051．40方案337．6O2．872251．562．732191．64方案435．422．502251．791．772152．53(1)方案1设为没有任何温控措施的工况，降低时(10月份开始)采用5kJ／m．h．℃的保温以了解其温度和应力变化规律。从计算结果可以材料，计算结果显示，效果有一定的改善，混凝看出，在没有任何温控措施下，溢洪道混凝土内土最大应力明显减小，但是安全系数依然在1．6部最高温度可达到41．75℃，由于没有表