[發(fā)明專利]隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910104920.0
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN109885914B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段亞輝;樊啟祥;段次祎;方朝陽;蘇卿;伊盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 武昌理工學(xué)院;中國三峽建設(shè)管理有限公司;武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.收集隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制設(shè)計計算用資料；

步驟2.分析確定溫控抗裂目標(biāo)和抗裂安全系數(shù)允許值【K】；

步驟3.設(shè)計溫控抗裂措施方案，包括如下子步驟：

步驟3-1.分析可變量，擬定多個襯砌混凝土溫控抗裂施工措施方案；

步驟3-2.采用下式計算各方案襯砌混凝土施工期最小抗裂安全系數(shù)K_min：

K_min＝6.1566－1.4763×H+0.062×W－0.103×L－0.0069×C－0.0241×E－0.0367×T₀+0.0072×T_g+0.0966×T_a－0.0673×(T_a－T_min)－3.505/H+0.013×(T_a－T_min)/H+0.2538×H²+1.1966/H²－0.0384×(T_a－T_min)/H²+0.0004×E²－0.0026×W²－0.019×H×T₀+0.0011×H×T_g－0.003×E×H－0.0004×date+0.0408cos(2π(date-120)/365)

上式中：K_min為隧洞底板襯砌混凝土施工期最小抗裂安全系數(shù)；H為襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的厚度；W為底板寬度；L為分縫長度；E為圍巖變形模量；C為襯砌混凝土按90天齡期設(shè)計的強度等級；T₀為襯砌混凝土澆筑溫度；T_a為襯砌混凝土澆筑施工時洞內(nèi)空氣溫度；T_min為洞內(nèi)冬季最低溫度；T_g＝35-T_w，表示通水和不通水冷卻情況的溫度效應(yīng)值，在沒有通水冷卻的情況下取T_w＝35℃，在通水冷卻的情況下T_w為通水溫度；date為澆筑時距離1月1日的天數(shù)；

步驟3-3.在K_min≥【K】的情況下，依據(jù)簡單實用經(jīng)濟的原則優(yōu)選措施方案，供施工應(yīng)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟1中，收集的計算用資料包括：包含溫控抗裂設(shè)計與計算成果、隧洞底板襯砌厚度和底板寬度、混凝土強度等級的襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計資料，包含地質(zhì)條件圍巖變形模量、洞內(nèi)氣溫年變化規(guī)律、水溫年變化規(guī)律的環(huán)境資料，以及包含混凝土澆筑施工溫控措施方案、澆筑溫度、澆筑施工時洞內(nèi)空氣溫度、是否通水冷卻及其水溫的混凝土澆筑施工資料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，是根據(jù)設(shè)計規(guī)范、襯砌結(jié)構(gòu)物的級別、運行期裂縫的危害、安全性和防滲性要求確定溫控抗裂目標(biāo)和抗裂安全系數(shù)允許值【K】。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于：

其中，對于不同部位、不同建筑物級別和不同抗裂級別，隧洞底板襯砌混凝土溫控抗裂目標(biāo)與抗裂安全系數(shù)允許值【K】如下表所示：

當(dāng)【K】為不限制的情況下，K_min的計算結(jié)果為任何值均滿足≥【K】的條件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟3-1中，是在不同的溫控抗裂設(shè)計階段，分析與溫控抗裂有關(guān)的在滿足規(guī)范要求條件下該階段可以改變的設(shè)計參數(shù)；在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，以襯砌厚度和混凝土強度為主要可變量；在施工階段，以澆筑溫度、通水冷卻及其水溫、冬季封閉洞口保溫溫控措施為主要可變量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧洞底板襯砌混凝土溫度裂縫控制抗裂K值設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟3-2中，當(dāng)襯砌混凝土采用28天齡期設(shè)計的強度等級時，需要按照規(guī)范換算為90天齡期設(shè)計的強度等級；施工期如采用掛簾保溫，使得地下洞室空氣溫度提高，則T_a和T_min應(yīng)采用提高后的溫度。