高寒地区碾压混凝土坝上游面保温方案比选

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1、第47卷第1期人民长江Vo1．47，No．12016年1月YangtzeRiverJan．，2016文章编号：1001—4179(2016)O1—0079—04高寒地区碾压混凝土坝上游面保温方案比选尚层(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000)摘要：高寒地区混凝土大坝的裂缝问题一直是诸多学者研究的重点。结合某严寒地区碾压混凝土坝的实测温度资料，考虑在目前坝体温度相对稳定的前提下，采用三维有限元方法对该坝进行温度应力计算和分析，以确定相关保温措施。计算结果表明：不修补已剥落的上游坝面保温板对大坝混凝土会产生不利影响，建议粘贴

2、厚5cm及以上的保温板，采取该措施后无论是混凝土内部最大应力还是内部应力超标深度，均将符合规范要求。关键词：碾压混凝土；严寒地区；混凝土保温；保湿板中图法分类号：TV431文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．01．019对于大体积混凝土，其温度应力问题一直是学术平均风速1．8m／s；最大风速25m／s，风向wNw；最深界研究的重点，大体积混凝土的内外温差较大，是引起积雪75cm；最大冻土深175cm。屁凝土裂缝的根本原因，尤其是在高寒地区，温度的变2稳定温度场有限元计算原理幅极大，混凝土裂缝的产生更

3、加显著。前人在大体积混凝土温度应力和温度控制方面已有较为深入的研当坝体竣工或蓄水后，经过长时间的散热，水化热究。，考虑到工程运行多年后，坝体混凝土温度相对和浇筑温度这类初始条件的影响将会消失。此时，坝稳定，本文在前人研究的基础上，探讨大坝上游面保温体温度只随边界温度的变化而变化，上游库水温度随措施有所损坏时水位变动区碾压混凝土的保温方案选时间作规律的周期性变化，边界温度的变化，对混凝土择问题。内温度的影响只限于表面附近，所以坝内各点温度也将呈稳定的周期性变化，从而形成一个稳定的温度l工程概况场。某水库总库容为24亿m，碾压混凝土大坝最大根据热传导

4、理论，稳定温度场T(，Y，z)在区域坝高121．5m，水库正常蓄水位739m，死水位680m，内应满足拉普拉斯方程工程以供水为主，兼顾发电，属I等大(一)型工程。02T1+0’+0，：0(、1‘)，主坝由碾压混凝土重力坝、溢流表孑L、泄洪中孔、放水y‘6。底孔、发电引水系统、电站厂房和副坝组成，全长1570在第一类边界条件上应满足m。电站厂房布置在右岸，电站总装机容量为140T=T(2)MW。在第三类边界条件上应满足该枢纽工程坝址区多年平均气温为2．7℃，极端A+卢(T—T)=0(3)最高气温40．1℃，极端最低气温一49．8~C；多年平均f／,

5、降水量为183．9mm；多年平均相对湿度为60％；多年在绝热边界条件上应满足收稿日期：2015—05—22作者简介：尚层，男，工程师，硕士，主要从事工程安全监测技术研究工作。E—mail：shangceng—sc@163．eom80人民长江A：0(4)典型坝段7月份实测地温。On表1混凝土材料热学参数统计式中，。、为给定的边界温度；n为外法线方向；A为导热系数；为表面放热系数。3有限元计算3．1计算方案目前坝体混凝土温度已趋于稳定，为了解不再修补已剥落的上游坝面保温板是否会对大坝混凝土产生(2)横缝面。按绝热边界考虑。不利影响，拟通过有限元模型计

6、算来评价分析，并通过(3)上、下游面温控措施情况。越冬期之前，采用计算结果提出较为合理的保温方案。具体包括以下32em厚聚氨酯泡沫被临时保温，等效放热系数取种计算方案：①上游坝面水位变动区没有保温板保护98．58kJ／(m·d·℃)，浇筑至越冬面高程时，粘贴(即全部去除)；②补贴上3em厚的苯板；③补贴上510em厚XPS板保温(等效放热系数取29．79em厚的苯板。kJ／(m·d·℃))。3．2有限元计算模型(4)蓄水情况。第一次蓄水时间为2008年9月选取某一典型坝段(沿坝轴线方向15m)构建计20日，上下游水位分别为668．0m和645．0

7、1m；第二算模型，基础范围为：在坝踵上游和坝趾下游各取100次蓄水时间为2010年6月2日，上下游水位分别为m，深度取100nl。外界温度使用观测资料，资料序列718．5m和651．68m。为2007年4月至2014年12月。(5)计算时段。取2007年7月12日至2015年9计算整体坐标系坐标原点在坝段坝踵处，轴为月28日。顺水流方向，正向为上游指向下游；Y轴为垂直水流方(6)气温选取。从2007年7月12日浇筑开始至向，正向为右岸指向左岸；轴正向为铅直向上。2014年12月31日，外界气温采用当地实测气温，应力场计算中，计算模型地基底面按固定

8、支座处2015年采用多年旬平均气温。理，地基在上下游方向按向简支处理，地基沿坝轴线(7)计算步长。2013年12月31日前为1d1方向的