[發(fā)明專利]一種拱壩施工期橫縫性態(tài)辨識方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210016693.4
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102590085A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡昱;李慶斌;林鵬;羅丹旎;周紹武;汪志林;左正
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中國長江三峽集團(tuán)公司
• 主分類號: G01N19/08
• 分類號: G01N19/08;G01B21/02;E02B3/16
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為拱壩施工期橫縫工作性態(tài)的辨識方法，涉及混凝土壩橫縫施工的技術(shù)指導(dǎo)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

垂直于壩軸線設(shè)置的橫縫，通過分離壩體以適應(yīng)所在河谷的地形和地質(zhì)變化，滿足施工期沉陷的需要；預(yù)留空間以順應(yīng)澆注混凝土?xí)r的溫升和氣溫變化造成的壩段膨脹；增加散熱面，方便散熱，以滿足防止開裂的需要；分段分塊澆注以滿足施工需要。在施工中，需在橫縫面上分層布設(shè)鍵槽，以適應(yīng)剪力的需要。在橫縫澆注完成后的適當(dāng)時(shí)間，即壩體溫度場達(dá)到穩(wěn)定溫度場時(shí)，進(jìn)行壓力灌漿，填充縫面，使壩體成為整體。

施工期間橫縫的性態(tài)對壩體施工組織的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)有決定性的影響作用。然而，拱壩施工期間，其橫縫性態(tài)比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：1、開合狀態(tài)復(fù)雜。單條橫縫，不同高程處于不同的開合狀態(tài)。橫縫底部接縫灌漿區(qū)域，經(jīng)過接縫灌漿處理后，縫面被接縫灌漿材料充實(shí)，而在接縫灌漿區(qū)域以上，大部分區(qū)域由于溫控等因素作用，縫面張開，頂部部分區(qū)域，由于混凝土澆筑時(shí)間不長，縫面可能仍處于粘合狀態(tài)。2、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。隨著壩體的升高，大壩逐步體現(xiàn)出三維結(jié)構(gòu)特征，河床壩段與陡坡壩段橫縫性態(tài)的差異性也將日趨明顯，影響橫縫開合因素不再僅僅是溫控、施工等因素，還需要考慮陡坡、倒懸和懸臂等因素對大壩結(jié)構(gòu)受力、橫縫開合的影響。3、動態(tài)過程作用。工程早期，固結(jié)灌漿、通水檢查等外界干擾因素會使得橫縫拉開，不過當(dāng)時(shí)橫縫并未接縫，造成的不利影響較小。隨著接縫灌漿區(qū)域逐漸增長，通水檢查和接縫灌漿可能會對已接縫區(qū)域產(chǎn)生影響，尤其是在發(fā)生竄區(qū)行為的灌區(qū)。

橫縫性態(tài)的研究主要有數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場原型監(jiān)測兩種方法。采用數(shù)值方法求得橫縫張開度及其變化過程，從而明確橫縫所處的狀態(tài)，這種方法因需建立復(fù)雜的壩體模型且橫縫的接觸狀態(tài)難以模擬，故較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，結(jié)果準(zhǔn)確性也不高。而采用現(xiàn)場原型監(jiān)測的方法因時(shí)效性好且精度可保證，故成為了橫縫性態(tài)研究的一種主要手段。但目前基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的橫縫性態(tài)的辨識缺少明確統(tǒng)一的方法，規(guī)范中也只是對橫縫接縫灌漿所要求的縫面最小張開度做了規(guī)定，故一種能辨識出施工期間橫縫各時(shí)刻所處狀態(tài)的方法是亟需的。這十分利于確定灌漿時(shí)機(jī)，同時(shí)也為橫縫施工工藝提供技術(shù)參考，提高拱壩的接縫質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對施工期拱壩橫縫，提供一種橫縫性態(tài)的辨識方法，準(zhǔn)確地把握橫縫性態(tài)，為接縫灌漿時(shí)機(jī)的選擇和橫縫張開度的控制提供決策依據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該方案包括如下步驟：

1)施工期間在橫縫處布設(shè)橫縫測縫計(jì)，以實(shí)時(shí)獲得橫縫的張開度監(jiān)測值，將采集的數(shù)據(jù)和各灌區(qū)灌漿時(shí)間的信息輸入到數(shù)據(jù)處理單元，橫縫測縫計(jì)布設(shè)方式為：

a)豎直方向上，在各灌區(qū)或間隔1～2個(gè)灌區(qū)布設(shè)橫縫測縫計(jì)；

b)橫河向方向上，在全部或至少一半橫縫處布設(shè)橫縫測縫計(jì)；

c)順河向方向上，在中游或上中下游橫縫處布設(shè)橫縫測縫計(jì)；

2)預(yù)先設(shè)定橫縫拉開前一刻張開度的閾值A(chǔ)₁、橫縫拉開前后張開度變化量的閾值A(chǔ)₂、橫縫拉開前一刻張開度日變化量的閾值A(chǔ)₃、橫縫拉開前后張開度日變化量的閾值A(chǔ)₄、橫縫張開度日變化量比值的閾值A(chǔ)₅、橫縫張開度的閾值A(chǔ)₆、橫縫接縫灌漿所要求的縫面最小張開度B₁、橫縫發(fā)生異常變化前一刻張開度日變化量的閾值D₁、橫縫發(fā)生異常變化前后張開度日變化量的閾值D₂和橫縫發(fā)生異常變化張開度日變化量比值的閾值D₃；

3)判斷橫縫張開度監(jiān)測值k是否滿足條件：k_i+1≥0、k_i≤A₁和k_i+1-k_i≥A₂，如不滿足，則說明測縫計(jì)埋設(shè)處的橫縫處于閉合階段；若滿足則繼續(xù)進(jìn)行判斷，若滿足以下三個(gè)條件中任一條件，說明測縫計(jì)埋設(shè)處的橫縫拉開，拉開日期為t_i+1：