[發明專利]一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法

在審

• 申請號: 201810343066.9
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108536978A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 周秋景;樊啟祥;程恒;周紹武;金鑫鑫;汪志林;陳文夫;楊寧;楊宗立;趙澤湖;李海楓;楊波;江晨芳;徐秀鳴;張家豪
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02B8/00;E02B1/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，根據大壩混凝土澆筑情況，確定允許抗拉強度、允許抗壓強度以及允許強度隨時間變化的過程；

步驟2，根據大壩壩體的基礎數據采用有限元分析方法或理論分析方法獲取大壩廊道部位應力分布以及應力分布隨時間變化的規律；其中，所述大壩壩體的基礎數據包括：結構特征、澆筑過程、溫控措施、配筋情況、拱壩橫縫封拱過程、混凝土及周邊環境溫度變化過程、庫水水位上升過程以及線脹系數、彈性模量、絕熱溫升、徐變、自生體積變形參數；

步驟3，通過比較廊道周邊應力與允許抗拉強度的大小，獲取廊道拱頂混凝土拉應力超出允許抗拉強度的范圍和深度；

步驟4，根據獲取的廊道頂拱混凝土最大拉應力以及超出允許抗拉強度的范圍和深度，初步確定預應力錨索布置的位置，包括距廊道頂拱表面的距離、預應力錨索間距、錨索固定端位置；

步驟5，根據初步確定的預應力錨索布置位置情況，確定預應力錨索形式、錨固形式，估算最大預應力；

步驟6，根據確定的預應力錨索布置、形式和最大預應力，初步確定預應力張拉次序，采用有限元仿真方法，計算得到施加預應力后的廊道頂拱應力分布和變化情況；

步驟7，比較預應力施加后廊道周邊應力與允許抗拉強度的大小，確定是否有超過混凝土允許抗拉強度的區域，若是，則根據步驟4～5對預應力最大量值、布置位置和張拉次序進行調整；

步驟8，重復步驟4～7直至廊道頂拱及兩側邊墻應力在允許抗拉強度范圍內，確定最終預應力錨索布置位置、錨索形式、錨固形式、最大量值和張拉次序。

2.根據權利要求1所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，步驟1中，所述允許抗拉強度包括混凝土早齡期允許抗拉強度和長期允許抗拉強度；其中，混凝土早齡期允許抗拉強度為隨時間的變化量，齡期在180天以后用長期允許抗拉強度，混凝土早齡期抗拉強度公式采用：

R_t＝R₀τ/(α+τ)；

其中，R_t為早齡期強度，R₀為長期允許抗拉強度，τ為以天計的齡期，α為系數；

長期允許抗壓強度R_c采用公式下述確定：

R_t＝0.232R_c^2/3。

3.根據權利要求2所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，當步驟2中所述大壩壩體的基礎數據發生變動時，重新獲取大壩廊道部位應力分布以及應力分布隨時間變化的規律。

4.根據權利要求3所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，步驟4中，所述預應力錨索布置位置，距廊道頂拱表面的距離根據廊道頂拱受拉區高度h確定，所述預應力錨索布置位置在距廊道頂拱表面h/3～h/2之間任意位置。

5.根據權利要求4所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，步驟4中，所述預應力錨索間距，在0.5m～1.2m之間。

6.根據權利要求5所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，其特征在于，步驟5中，預應力錨索形式確定中，錨索中鋼材強度的利用系數在0.6～0.7之間。

7.根據權利要求6所述的一種防止高混凝土壩壩內廊道頂拱開裂的方法，所述預應力張拉次序包括每根錨索張拉時間、張拉量值和不同部位錨索之間的張拉次序，根據有限元仿真分析確定。