67-高寒地区碾压混凝土坝岸坡坝段保温方案研究.pdf

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1、第卷第期中国水利水电科学研究院学报年月文章编号高寒地区碾压混凝土坝岸坡坝段保温方案研究夏世法李秀琳鲁一晖岳跃真中国水利水电科学研究院结构材料研究所水利部水工程建设与安全重点实验室北京摘要高寒地区某碾压混凝土重力坝岸坡坝段原温控设计提出在上下游面采用喷涂厚聚氨酯进行永久保温根据工地现场左右岸坝段开挖较深的实际情况对原上下游面的保温方案进行了优化提出对上下游面喷涂聚氨酯结合填土的保温方案但在回填填土前应对坝体上下游面浇筑水平层面做好临时保温工作临时保温采用厚聚氨酯发泡被三维有限元仿真计算结果表明本方案能达到较好的越冬保温效果

2、有效防止上下游面表面裂缝的产生且施工方便节约投资可为类似工程的保温提供借鉴关键词高寒地区碾压混凝土温度控制仿真计算中图分类号文献标识码工程概况高寒地区某碾压混凝土重力坝最大坝高据多年气温观测资料大坝所在地多年平均气温冬季气温很低月份多年月平均气温为曾经观测到的极端最低气温为环境条件极为恶劣大坝施工工期为年根据以往研究成果和工程经验碾压混凝土坝在浇筑后的前两年越冬期间及大坝蓄水初期上下游面极易产生裂缝必须采取相应的保温措施前期温控设计研究成果表明要有效防止左右岸岸坡坝段上下游面表面裂缝的出现上下游面需要喷涂厚度为的聚氨酯材

3、料等效放热系数为进行保温对施工现场进行考察后发现因工程地质原因左右岸坡坝段开挖较大且涉及的坝段众多长度约如完全采取前期喷涂聚氨酯材料的方案对上下游面进行保温则耗费保温材料较多投资较大考虑到年越冬以前左右岸坡坝段的浇筑块高度约为坝体的基础强约束区基本位于原地面线以下本文进行了上下游面填土喷涂聚氨酯永久保温方案的可行性研究通过三维有限元仿真计算跟踪预报典型坝段年越冬前已浇筑块在后续两年内温度及应力的变化情况从而深入了解推荐方案的保温效果为现场施工进行温度控制及保温设计提供科学依据计算模型年越冬前浇筑的坝体浇筑块计算模型取沿坝

4、轴线方向基础范围为在坝踵上游和坝趾下游各取基础深度也取计算整体坐标系坐标原点在坝段坝踵处轴为顺水流方向正向为上游指向下游轴为垂直水流方向正向为右岸指向左岸轴正向为铅直向上模型边界条件为计算模型地基底面按固定支座处理地基在上下游方向按向简支处理地基沿坝轴线方向的两个边界按向简支处理计算使用的三维有限元模型如图图所示收稿日期作者简介夏世法博士生工程师主要从事复杂水工结构分析温度应力仿真计算及水工混凝土建筑物检测与安全评价研究高寒地区碾压混凝土坝岸坡坝段保温方案研究夏世法李秀琳鲁一晖岳跃真图左右岸坡典型坝段年浇筑块图左右岸坡典

5、型坝段年浇筑块三维计算模型未回填填土三维计算模型回填填土后施工情况及计算边界条件施工浇筑情况左右岸典型坝段年浇筑块高程施工时间为年月其中底部约范围高程沿坝轴线方向约为高抗硫常态填塘混凝土于年月日浇筑完毕上部高程为高抗硫常态混凝土基础垫层于年月日浇筑完毕上部高程为高抗硫碾压混凝土垫层顶部高程为碾压混凝土其中上下游部分为二级配坝体内部为三级配碾压混凝土部分于年月底浇筑完成填土的热学参数参考湿砂的相关参数几种材料的热学参数见表表各种材料的热学性能配合比混凝土比热?导热系数?导温系数?热膨胀系数?编号强度等级填土????基础垫层

6、混凝土二级配二级配三级配抗硫碾压混凝土填土湿砂种混凝土材料的绝热温升计算式如下基础垫层常态混凝土抗硫碾压混凝土?二级配?二级配?三级配?温度边界条件距地面深度及大于的地温见表表地温初始值距地面深度?地温?高寒地区碾压混凝土坝岸坡坝段保温方案研究夏世法李秀琳鲁一晖岳跃真上下游面在浇筑以后回填填土以前覆盖厚聚氨酯保温被进行临时保温按第三类边界条件考虑月份以前的浇筑块高程上下游面于月初回填填土保温月份以后的浇筑块于月初回填填土保温左侧横缝面按绝热边界处理右侧横缝面按绝热边界处理各混凝土层浇筑时间浇筑温度见表表坝段各碾压层浇筑特

7、征值浇筑时间浇筑时间?每层高度?浇筑温度浇筑层备注年月日?填塘混凝土垫层填塘混凝土垫层填土填土注浇筑时间以年月日作为计算时间零起点表中层混凝土月份浇筑完成在浇筑以后顶面采用厚聚氨酯保温被进行临时保温并采取喷淋方式进行养护在喷淋状态下混凝土表面温度基本保持为层混凝土月下旬浇筑完成浇筑以后顶面也采用厚聚氨酯保温被进行临时保温按第三类放热边界处理高程碾压混凝土铺设冷却水管进行一期冷却冷却水管采用高强度聚乙烯管外径内径通水流量为通水方向每天倒换一次采用河水进行冷却水温取河水多年月平均水温水管间距二级配区域采用水平竖直三级配区域采

8、用布置每层通水开始时间为开仓后通水持续时间越冬面越冬面专指高程为的水平面下同在冬季停浇期间采用厚板厚砂土覆盖保温大坝第一次蓄水时间为年月份蓄水以后考虑上游面填土被浸泡在水中计算时段为年月日年月日考虑了年越冬年月份蓄水以及年越冬的情况对于外界气温年月日月日采用实测气温年月日至年月日采用年同期实测气温计算方案及结果计算方