附录四坝体混凝土温度和温度应力计算.doc

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1、附录四坝体混凝土温度和温度应力计算 —、温度计算1.坝体混凝土的初期温度计算(有内热源的温度场计算)(1)计算目的：坝体混凝土的初期温度计算目的，主要是确定基础块混凝土(或靠近老混凝土块的混凝土)中的最高温度T，以便控制基础温差，最高温度T可按下式计算：(附79)式中Tj——混凝土的浇筑温度(℃，以下均同)，或称入仓温度；Tr——混凝土因水化热和其他原因产生的最高温升。(2)混凝土的浇筑温度计算：(附80)式中To——混凝土的拌和(即出机口)温度(忽略拌和中的热量损失或热量流入影响)；Tq——混凝土浇筑时的平均气温；——考虑混凝土在拌和、装卸、运输、转运和浇筑过程中

2、热量损失或倒罐的系数。在一般的现场条件下，=0.2～0.3，当运距较长，转运手续较多以及采用人工方法浇筑时，h=0.4～0.5。混凝土的拌和温度按下述公式计算：(附81)式中Wi——每立米混凝土中各种原材料的重量，kg/m3；Ci——混凝土各种原材料的比热，kcal/(kg·℃)；Ti——混凝土各种原材料的温度。注：①在公式(附81)中未考虑骨料含水率的影响，当骨料含水率较大，不宜忽略时，应在公式中加以考虑。②当在混凝土拌和中加入冰屑时，应考虑冰的潜热(80kcal/kg)和有效利用系数0.7～0.8。③应考虑混凝土拌和时，拌和机发出的机械热，在没有实测资料情况下，

3、可用350kcal。④在缺乏具体资料时，各种原材料的比热C可按附表16采用。附表16材料比热C20℃30℃40℃50℃水石英砂普通水泥1.00.1660.1081.00.1760.1231.00.1860.1481.00.2000.180粗骨料玄武岩白云岩花岗岩石灰岩石英岩粗面岩0.1830.1920.1720.1780.1640.1830.1830.1950.1720.1810.1720.1850.1850.2000.1730.1850.1790.1890.1940.2080.1800.1920.1860.196 (3)混凝土的温升计算：混凝土入仓后的温升Tr，主

4、要由水化热引起，此外混凝土入仓温度Tj和气温Tq的温差；浇筑块顶面(有时顶面加侧面)和冷却水管的散热以及基岩的吸热作用也对Tr有一定的影响。对于重要的混凝土重力坝，较长的浇筑块以及在较复杂的施工条件下(预冷骨料，坝块并不均匀上升或在浇筑期中气温有较大变化者)，宜用差分法计算浇筑块的温度变化过程，直到求出浇筑块上的最高温度值，并将最高温度沿浇筑块高程画成曲线。用差分法计算混凝土浇筑块内温度分布的基本公式为：1)单向差分法：(附82)式中——计算点(点n)在第时段的温度(参见附图14)；——计算点在下一时段(相距)时的温度；，——与计算点上下相邻的两点(点n-1，点n+

5、1)在第时段的温度，这些点子与计算点相距各为；a——混凝土的导温系数，m2/d；——计算中所取的时间分段，d；——计算中所取的距离分段，m；——在第时段()中由于水化热所产生的温升。水泥的水化热过程可以用公式或表示时，可按下式计算：(附83)(附84)以上式中——在龄期时的累积水化热，kcal/kg；——水泥最终发热量，kcal/kg；m——水泥发热速率参数，d-1；n——和m性质类似的常数；Th——水化热绝热温升(℃)；W——每立米混凝土中的水泥用量，kg/m3；Ch——混凝土的比热，kcal/(kg·℃)。2)双向差分法：(附85)式中——计算点在第时段的温度；

6、——计算点在下一时段(相隔)时的温度；——与计算点左右相邻两点(点m-1，点m+1)在第时段的温度，这些点子与计算点相距各为。进行差分法计算时应注意以下各点：①参变数。在单向差分法公式中要凑成1/2或1/4，在双向差分法公式中要凑成1/4或1/8，值须能将各浇筑块均匀分段。②起始温度。浇筑在基岩上的第一层混凝土，其基岩内各点的起始温度可采用浇筑月份的原始地温，在浇筑块内可采用浇筑温度Tj。③表面温度。初期由于有水泥水化热的影响，混凝土表常较气温为高，即ΔT为混凝土表面温度高于气温的差值，其值可采用：顶面不盖草袋时，ΔT=3～5℃；顶面盖一层草袋时，ΔT≈10℃；顶面

7、流水养护时，(气温+流水温度)。④水化热绝热温升。混凝土水化热绝热温升，在混凝土内部各计算点按公式(附83)计算，在基岩内各计算点=0；在混凝土与基岩接触点取；在新老混凝土接触点取。⑤初期水管冷却。混凝土重力坝坝内埋设蛇形冷却水管时，在浇筑收仓数小时开始通水进行初期冷却，以削减水泥水化热温升，这时计算中要考虑水管和浇筑块顶面同时散热，可用双向差分法公式进行计算。在浇筑块中取一长条，其宽度和冷却水管的水平间距相同，在选择时应使水管正处在中间的计算点上，但冷却水管所在的那个计算点，通水过程中始终保持常温——通水水温，其值可取1/2(进口水温+出口水温)，而两侧的边界