第三章 重力坝第二部分(3.5～3.7

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1、§3.5温度应力、温度控制和裂缝防止水化热——砼固化过程中产生的热量叫水化热。国产部分水泥的水化热：7天（kJ/kg）28天硅酸盐水泥：325#209272425#251314525#293355矿渣硅酸盐水泥：325#188230低热微膨胀水泥：425#167188如每m3混凝土中有200kg水泥，则100万m3混凝土因水泥水化热所产生的热量相当于燃烧2000t煤所释放的能量。一、坝体温度状况1．温度随时间的变化(1)温升阶段主要在3～7天内温差：Tr＝Tmax—Tj称为水化热温升，一般15-25℃，最高可达

2、36℃。Tj——砼入仓温度；Tmax——入仓后，使砼温度从Tj↑至最高值；（2）温降阶段温度达到了Tmax后，逐渐散热冷却，温度下降。（3）稳定期靠近坝体表面的温度随外界温度变化而波动，坝体内部一般接近坝址的年平均气温Td。实体重力坝从Tmax↓Td所需的时间，视散热条件，自几个月至几年不等。温降：△T＝Tmax一Td是温度控制的一个重要指标。2．温度在空间的变化靠近坝体表面由于水化热散逸较快，该部位的温度较早地达到稳定温度。坝体内部由于水化热不易散发，温度下降缓慢，需要较长时间才能到达稳定温度。3．温度的周期

3、性变化（1）年变化365天（2）日变化24小时（3）寒潮——热潮7～14天二、施工期的温度应力1.约束应力在靠近基础面浇筑砼时，在温升过程中，浇筑块底部受基岩约束不能自由膨胀，将产生压应力；在温降过程中，受基岩约束将产生水平拉应力、剪应力和垂直正应力。同样，新浇筑砼受老砼（齢期超过28天）约束也会产生温度应力。2.内外温差（自生）应力砼块在浇筑初期，由于表面温度降低，在块体内外形成的温差将使外部收缩受拉而内部受压，当拉应力超过材料的抗拉强度时，将产生表面裂缝。施工期坝体温度取决于砼入仓时的浇筑温度Tj和水化热温

4、升，由于水化热温升和边界温度都在随时间而变化，因而求解施工期的坝体温度场是很复杂的，一般多采用简化的计算方法，参见《砼重力坝设计规范》（SDJ21–78）。贯穿性裂缝和表面裂缝。危害：横向贯穿性裂缝会导致漏水和渗流侵蚀性破坏；纵向贯穿性裂缝会损坏坝的整体性；水平向贯穿性裂缝会降低大坝的抗剪强度。三、重力坝的温度裂缝和温控措施1.裂缝的分类图3–42重力坝裂缝型式l–横向竖直贯穿性裂缝；2–纵向竖直贯穿性裂缝；3–水平贯穿性裂缝；4–坝表面裂缝；5–仓面裂缝2.温度控制的目的（1）防止砼温升过高、内外温差过大及气

5、温骤降产生各种温度裂缝；（2）为做好接缝灌浆，满足结构受力要求，提高施工工效，简化施工程序提供依据。3.温度控制标准（1）地基容许温差砼最高温度与稳定温度之差，按表3–9的数值控制表3–9地基容许温差△T（0C）离建基面高度h浇筑块长边L（m）16以下17～2021～3031～40通仓长块（0～0.2）L26～2524～2222～1919～1616～14(0.2～0.4)L28～2726～2525～2222～1919～17（2）上、下层容许温差系指其接触面（先浇砼龄期超过28d）上、下层各l/4范围内、先浇砼上

6、层最高平均温度与新浇砼开始浇筑时下层平均温度之差，建议不超过15～20℃。（3）内外容许温差是指坝块中心温度与边界温度之差。内外容许温差大致和地基容许温差相当，一般不宜大于20～25℃。4.温度控制措施（1）降低入仓Tj↓预冷骨料和加冰屑拌等来降低砼的入仓温度；加入掺合料（如粉煤灰）和外加剂（如塑化剂）来尽量减少水泥用量；采用低热水泥；在运输中注意隔热保温。（2）减少温升Tr冷却水管进行初期冷却；减小浇筑层厚度，延长浇筑块之间的间歇时间，利用仓面天然散热；在砼中埋大块石。（3）加强养护和保护在砼浇筑后初期需要对

7、坝块表面加覆盖、浇水养护。冬季要抵御寒潮袭击，夏季防止热量回灌进入砼。§3.6重力坝的剖面设计一、剖面设计原则设计原则：①满足稳定——不滑动，K≥[K]；满足强度——不出现拉应力；不超过允许的压应力：σ≤【σ】；②工程量小（Vmin），使剖面尺寸最小；③外部形状简单，便于施工；④运用方便。二、基本剖面（一）定义：基本剖面是指坝体在自重、库水压力和扬压力三个主要荷载作用下，满足稳定和应力要求并使其剖面最小的三角形剖面。见图3-44。工程经验：上游n＝0～0.2；下游m＝0.6～0.8；B/H=0.7～0.9。二、

8、实用剖面1.坝顶宽度（1）满足设备布置、运行、交通及施工的要求：b=H(8–10)%，且b≮３m（2）若作交通要道或有移动式启闭机设施时，应根据实际需要确定，当有较大的冰压力或漂浮物撞击力时，坝顶最小宽度还应满足强度的要求。2.坝顶高程坝顶应高于▽校，防浪墙顶的高程应高于▽波浪。防浪墙顶至▽设或▽校的高差△h，可按下式计算△h＝h1％十hz十hc（m）式中h1％——累积频率为1％时波浪