高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究

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1、第28卷第9期长江科学院院报Vo1．28No．92011年9月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteSep．2011文章编号：1001—5485(2011)09—0048—05高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究张杨，邬爱清，何磊(1．扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州225009；2．长江科学院水利部岩土力学l弓工程重点实验室，武汉430010；3．西南电力设计院，成都610021)摘要：高强度混凝土渡槽结构承载能力高，但水化放热量也大，在夏季浇筑时混凝土温控防裂难度较大。采用非稳定温度场及应力场的有限

2、元计算方法，对夏季施工的典型渡槽结构进行了施工过程的仿真计算。根据不同工况的温度场和应力场计算结果，分析了易裂部位的开裂原因，提出了相应的水管冷却和表面保温措施，可为类似高强度混凝土结构的设计和施工提供有益的参考。关键词：渡槽；高强度混凝土；温控防裂；有限元中图分类号：TV315文献标识码：A1研究意义与目的2计算方法迄今为止，国内大部分薄壁结构的水利工程在采用非稳定温度场和应力场有限元计算方法，施工期都会出现或多或少的混凝土裂缝：表层裂缝对高强度混凝土结构进行施工过程模拟。仿真计算或贯穿裂缝。前者影响建筑物的美观和使用寿命，中考虑的主要影响因素有：混凝土自生体积

3、变形、徐后者若出现在关键部位¨则会危及到建筑物的安变变形、温度变形、混凝土自重、结构施工分层、浇筑全。深入探究，此类工程长期受到混凝土开裂问题层间歇、施工顺序、施工时段、气温(年温度变化、月困扰的原因，在于混凝土裂缝成因和抗裂技术始终温度变化以及昼夜温度变化)、寒潮冷击、风速、表没有很好地被工程界所认识和掌握。目前在建工程面保温措施、内部水管冷却降温措施、模板种类、拆中有很多薄壁结构，且相当一部分采用高强度混凝模时间等等。土，虽然强度较高，但因为水泥用量大，水化发热量也明显大于一般的薄壁类结构，再加上常常在高温3渡槽结构的基本资料季节施工，其施工期的温度裂缝控制问

4、题比一般混凝土结构更加麻烦J。因此，对工程中的薄壁结3．1气温资料构应加强质量控制，做好温控防裂工作，确保工程的渡槽所在地属暖温带大陆性季风气候区，多年建设质量、安全性和使用寿命。各月平均气温在仿真计算时拟合为本文基于非稳定温度场和应力场计算的有限元(t)=11．1+16．0×COS[0．49(t一6．94)j，(1)方法，对某高强度混凝土渡槽的夏季施工过程进行式中t为月份。了仿真计算，分析计算结果，探索开裂机理，提出了3．2混凝土热力学参数施工期技术上可行、经济上合理的防裂措施，并收到槽身采用C50W6F200高性能混凝土，其主要热了较好的效果。学参数如表1。表

5、1混凝土热学性能试验结果(试件养护28dJTable1Therm~parametersoftheconcrete¨-03-18作者简介：张杨杨((1979．)，女女，，湖湖北北襄襄阳阳人人，，博博士士，，讲讲师师，，主主要要从从事事水水工工结结构构工工程程和和岩岩土土工工程程方万面向的的教教学字与与研针究工_i．作作，，((电皑话估)13913007408，(电子信箱)wwwzhangy@163．com。第9期张杨等高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究49根据试验绝热温升数据，初始计算绝热温升的表达式为0=49．0×(1一exp(一0．367×r))。(2)渡槽施

6、工中使用钢模板，保温材料用塑料泡沫板和土工膜。塑料泡沫板用于外贴在钢模板的外表面，土工膜用于铺盖在浇筑仓面，其热学参数可以通图2仿真计算有限元网格过试验和反演获得J。Fig．2Finiteelementmeshforthesimulation根据试验数据拟合c5Ow6F200}昆凝土的抗拉4．2水管及特征点布置强度，拟合公式为考虑到渡槽主梁的结构尺寸相对较大，在每根主=4．16(1一exp(一0．469Xr))。(3)梁内沿纵向埋设2排冷却水管，水管布置如图3所本文中的允许抗拉强度是抗拉强度除以1．65的示。安全系数。混凝土自生体积变形为=一40．0×(1一exp

7、(一0．0566×·M))。(4)3．3混凝土浇筑方案图3主梁水管布置Fig．3Layoutofpipesinthemaingirder渡槽整体结构混凝土的施工进度安排如图1所工况计算分析中涉及的各特征点在计算模型中示，共分为2个浇筑层。第一层混凝土为底板连同的具体位置如图4所示。倒角以上0．2m一块浇筑，其上为第二层。图4槽身特征点布置Fig．4Layoutoftypicalpointsontheaqueductbody单位：m图1槽身混凝土分两层浇筑的施工计划其中特征点1，2为底板的中心点和表面点，特Fig．1Scheduleofpouringconcrete

8、in征点3