[發(fā)明專利]一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510577820.1
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105274968B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 井向陽;潘燕芳;黎滿林;邵敬東;劉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02B7/12
• 分類號: E02B7/12;E02D15/02
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞账?普通合伙)51124
• 代理人: 許澤偉

1.一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法，其特征在于，包括同步進行的同冷區(qū)溫度場控制和同冷區(qū)高度范圍控制；

所述同冷區(qū)溫度場控制包括以下步驟：

a、將水管冷卻過程在時間歷程上至少分為三個階段，分別包括一期冷卻、中期冷卻和二期冷卻；

b、在澆筑過程中，隨著混凝土的澆筑實時將已澆壩體分為至少五個溫控區(qū)，包括依次從下往上的已灌區(qū)、擬灌區(qū)、同冷區(qū)、過渡區(qū)和蓋重區(qū)；對各溫控區(qū)進行步驟a所述的水管冷卻，并確保冷卻時蓋重區(qū)處于一期冷卻階段、過渡區(qū)處于中期冷卻階段、擬灌區(qū)和同冷區(qū)處于二期冷卻階段；

c、根據(jù)溫度場監(jiān)測結(jié)果并結(jié)合有限元數(shù)值計算，求解拱壩的溫度應力，根據(jù)數(shù)值計算分析成果，動態(tài)調(diào)控水管冷卻過程；

所述同冷區(qū)高度范圍控制包括以下步驟：

1)、根據(jù)拱壩混凝土不同施工階段的施工進度，采用有限元數(shù)值計算方法進行多方案比較分析，選取溫度梯度小于等于T₀且抗裂安全系數(shù)大于等于K_f的方案，根據(jù)所選方案確定同冷區(qū)高度的取值范圍；

2)、根據(jù)拱壩混凝土的澆筑進度和橫縫灌漿進度，確定拱壩的懸臂高度H₀；H₀＝H₁-H₂，H₁為某壩段實際澆筑進度下的頂部高程，H₂為該壩段已灌區(qū)的頂部高程；采用有限元數(shù)值計算方法研究不同懸臂高度情況下的壩體結(jié)構(gòu)應力及其分布，選取抗裂安全系數(shù)大于等于K_f的工況，確定該工況下的懸臂高度的取值，然后以懸臂高度為條件確定同冷區(qū)高度的取值范圍；

3)、根據(jù)所處的季節(jié)氣溫的變化，采用數(shù)值計算分析方法進行復核，然后依據(jù)所求的拱壩溫差應力結(jié)果，選取抗裂安全系數(shù)大于等于K_f的方案，根據(jù)所選方案確定同冷區(qū)高度的取值范圍；

4)、根據(jù)同冷區(qū)所處的應力約束條件，采用數(shù)值計算分析方法進行復核，然后根據(jù)拱壩的結(jié)構(gòu)約束應力及其分布情況，選取抗裂安全系數(shù)大于等于K_f的方案，根據(jù)所選方案確定同冷區(qū)高度取值范圍；

5)、將步驟1)至4)中所確定的同冷區(qū)高度取值范圍取交集，確定同冷區(qū)高度的最終取值范圍；

6)、當施工環(huán)境和條件發(fā)生變化后，重復步驟1)至5)對同冷區(qū)高度的最終取值范圍進行實時調(diào)整；

其中，T₀的取值范圍為1.0～2.5℃/m，K_f的取值范圍為1.3～1.8。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法，其特征在于：同冷區(qū)溫度場控制的步驟a中，所述一期冷卻的持續(xù)時間不少于21天；所述中期冷卻的持續(xù)時間不少于69天；所述二期冷卻的持續(xù)時間不少于60天。

3.如權(quán)利要求2所述的一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法，其特征在于：所述中期冷卻分為三個溫控階段；第一溫控階段為控溫階段，其持續(xù)時間不少于29天，且混凝土溫度日變化幅度A≤1℃；第二溫控階段為降溫階段，其持續(xù)時間不少于30天，且混凝土溫降速率R≤0.5℃/d；第三溫控階段為控溫階段，其持續(xù)時間不少于10天，且混凝土溫度日變化幅度A≤0.5℃。

4.如權(quán)利要求2所述的一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法，其特征在于：所述二期冷卻分為兩個溫控階段；第一溫控階段為降溫階段，其持續(xù)時間不少于30天，且溫降速率R≤0.3℃/d；第二溫控階段為控溫階段，其持續(xù)時間不少于30天，且混凝土溫度日變化幅度A≤0.5℃。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土拱壩的溫控防裂方法，其特征在于：同冷區(qū)溫度場控制的步驟c中，動態(tài)調(diào)控水管冷卻過程的主要調(diào)控參數(shù)包括：①、冷卻開始時間為澆筑完成后12小時以內(nèi)；②、冷卻歷時為一期冷卻的持續(xù)時間不少于21天，中期冷卻的持續(xù)時間不少于69天，二期冷卻的持續(xù)時間不少于60天；③、一期冷卻用冷卻水水溫為10～12℃，中期冷卻用冷卻水水溫為8～10℃，二期冷卻用冷卻水水溫為6～8℃；④、一期冷卻用冷卻水流量為1.5～2.0m³/h，中期冷卻用冷卻水流量為1.0～1.5m³/h，二期冷卻用冷卻水流量為0.5～1.0m³/h；⑤水流方向的調(diào)換周期為18～30小時。