某碾压混凝土重力坝温控方案优化研究

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1、第30卷第10期长江科学院院报Vo1．30No．102013年10月JournalofYangtzeRiverScientificResearchI碰tIlteOct．20l3DOI：10．3969／j．issn．101—5485．2013．10．0182013，30(10)：87—93某碾压混凝土重力坝温控方案优化研究钱波，宋铭明(1．西昌学院工程技术学院，四川西昌61013；2．南充职业技术学院土木工程系，四川南充637000)摘要：温度裂缝主要通过坝体温度控制、施工措施和结构优化来防止。结合实际工程典

2、型溢流坝段，根据边值条件和坝体各分区混凝土热力学参数，通过稳定温度场、基础温差、层间温差和内外温差的计算，确定了坝体温度控制标准；以温控标准为依据，采用有限元法对表面保温、浇筑温度、水管冷却、纵缝设计、开浇时间、升程高度等因素进行了敏感性分析，优化了温控措施。分析表明，温控措施能满足混凝土连续上升浇筑的温度场和应力场的要求，为大坝混凝土施工提供科学的依据。关键词：碾压混凝土；重力坝；温控措施；防裂；敏感性分析中图分类号：TV315文献标志码：A文章编号：101—5485(2013)10—0087—07我国是

3、世界上碾压混凝土重力坝数量最多的国及应力的最大值，并采用包络图或过程线，确定其出家。20世纪80年代以前，对其研究主要集中在强现的部位、范围和时间，从而优化施工方案。度和防渗性能上。自从威尔逊教授采用有限元对温度场进行时空过程分析研究后，温控防裂问题便引1工程概况起了美国、日本、中国等研究人员的重视。大坝产生裂缝的影响因素很多，但多数是由温度应力引起的，某碾压混凝土重力坝溢流坝段(见图1)，坝段包括基础温差、层间温差、内外温差产生的应力。混长20m，最大底宽153．2m，为一级建筑物。坝体计凝土的热惰性，使

4、快速连续上升浇筑的高掺粉煤灰划于第1年9月开浇，2个月完成常态混凝土垫层碾压混凝土重力坝内高温持续时间长，故内外温差后，分别用5，6，6，6个月完成浇筑高度35，30，39，为控制温差¨J。基础温差根据不同坝体位置、分39m，第3年10月完成溢流坝坝顶浇筑。为便于碾区材料、施工时段具体确定；层间温差在满足上下层压混凝土重力坝快速施工，不设纵缝通仓浇筑。混凝土的约束应力下，主要通过层间间歇时间控制；内外温差由环境温度和混凝土抗裂指标确定，并主要结合施工措施而定。大体积高碾压混凝土重力坝，在高温季节连续施工必须

5、采取温控防裂措施。坝体允许最高温度取决于稳定温度、基础温差、内外温差和层间温差，实际中通常将温差控制标准转化为允许最高温度。常用的温控措施有优化混凝土配合比、降低浇筑温度、合理的分层分块及浇筑次序、冷却水管降温、表面保温等。温控标准和措施应通过温度场及应力场的计算图1坝体剖面及混凝土材料分区Fig．1Profileofdambodyandconcretematerialdivisions来验证。我国在碾压混凝土重力坝温控防裂的数值分析和理论研究上一直处于世界领先水平，主要体上游迎水面采用变态混凝土CBI，其

6、下采用富现在并层算法、分区异步长法、浮动网格法、等效水胶二级配碾压混凝土RⅣ，以高程1240．0m为界，管算法及高效大规模方程求解等方面。根据边CBI层上下厚度分别为1．0m和1．5m、R1V层上下值条件和混凝土热力学性能，兼顾施工难度及施工厚度分别为5．0m和7．0m；基础垫层为2．0m的常进度安排，结合坝体的动态施工过程，通过计算温度态混凝土cI；溢流坝面采用0．5rfl抗冲耐磨常态混收稿日期：2012—07—28；修回日期：2012—1O—o6基金项目：四川省教育厅重点项目(1lZA143)；2012

7、年凉山州学术和技术带头人培养资金资助项目(201206)作者简介：钱波(1969一)，男，湖北大悟人，教授，主要从事水利水电工程施工和设计的教学和研究工作，(电话)13981585850(电子信箱)qbydf@126．com。88长江科学院院报2013年CI25153O．941．142．052．2O．80877．450．oo338．981．132CBI246919．531．539．543．10．72887．29O．00329．281．1l7RI2552l5．733．642．045．00．70907．170．

8、00339．661．1l2RⅡ2552l3．127．338．741．2O．69987．O30．0o329．521．16oRm255212．726．136．437．80．68967．O8O．oo329．481．130RⅣ2504l9．931．340．546．30．73887．29O．00309．281．1l7凝土cⅡ，该层下设3．0m的常态混凝土CHI，以利界条件、水位以下为固水第一类边界条件；应力计算与坝体碾压混