[發明專利]一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法

有效

• 申請號: 201911038082.8
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110687832B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 楊寧;喬雨;牟榮峰;樊啟祥;蔣龍;黃偉;廖建新;周秋景;張國新;劉毅;程恒;雷崢琦;邱永榮;江晨芳;徐秀鳴;楊波;吳龍珅;劉瑞強;張家豪;高宇欣
• 申請（專利權）人: 中國三峽建設管理有限公司;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G01N19/04
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

1.一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征其在于，它包括以下步驟：

步驟一，在拱壩橫縫(4)兩側壩段(1)布置測溫儀器(3)監測大壩混凝土溫度場分布和變化規律，在拱壩橫縫位置布置測縫儀器(2)監測橫縫開度分布和變化規律；

步驟二，以橫縫(4)兩側壩段(1)后澆倉塊澆筑完成時間為成縫時間，根據大壩橫縫開度監測數據，統計大壩已有橫縫張開時間和開度變化規律圖；

步驟三，獲取橫縫粘結強度變化規律圖，橫縫粘結強度在區間[fj1，fj2]變化，其中下限fj1取0，上限fj2取所有已張開橫縫兩側壩段后澆混凝土最長齡期對應的粘結強度ft；

步驟四，在步驟三中所獲取的強度區間中取n個強度值，fj1～fjn，采用平均取值的方法或者采用每次取中間值的方法，將該值作為橫縫強度，采用全壩全過程仿真分析方法，考慮拱壩混凝土實際澆筑過程、材料硬化過程、環境溫度變化過程、溫度控制過程和封拱灌漿過程，得到已施工壩段橫縫狀態及變化規律；

步驟五，建立以橫縫計算張開時間與橫縫監測張開時間為變量的目標函數，求出n個橫縫強度值對應的目標函數值，以目標函數值最小時橫縫強度為橫縫粘結強度，目標函數：

式中：y(i)為目標函數，i為第i個強度參數，m為橫縫測點數，δ_com為橫縫計算張開時間，δ_mon為橫縫監測張開時間；

步驟六，基于該橫縫粘結強度，結合拱壩混凝土設計溫控標準，采用理論分析或數值分析，得到大壩未張開橫縫及后續澆筑部位橫縫的張開時機，與現場要求橫縫張開時機進行比對；如計算張開時機與要求張開時機一致，則采用正常設計溫控措施；如時機不一致，則在保證結構安全的情況下，調整混凝土溫控措施，使得張開時機與要求一致；

步驟七，在拱壩施工過程中，隨著澆筑進程和灌漿進程，每灌一層灌區，重復步驟2～6，對已有橫縫粘結強度及橫縫實際張開時機進行驗證和調整，得到更為準確的橫縫粘結強度，實現橫縫張開時機的精準控制，為后續溫控措施調整和橫縫開度控制提供依據。

2.根據權利要求1所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：所述步驟一的具體操作為，在拱壩橫縫兩側壩段(1)布置測溫儀器(3)監測大壩混凝土溫度分布和變化歷程，同時在橫縫(4)位置布置測縫儀器(2)監測橫縫開度和歷程，所述測溫儀器(3)的位置和數量應能夠保證監測數據完整準確反映橫縫兩側壩段(1)的溫度場分布和變化規律；所述測縫儀器(2)的位置和數量應能夠保證監測數據完整準確反映橫縫(4)的開度分布和變化規律。

3.根據權利要求2所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：橫縫兩側壩段(1)的一倉混凝土中至少在上、中、下游布置三組測溫傳感器(3)，同時應避開冷卻水管的影響；一個灌區至少在中部高程的上、中、下游布置三組測縫儀器(2)。

4.根據權利要求1所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：所述步驟二中，同一灌區橫縫整體成縫時間取該灌區各測點成縫時間的平均值。

5.根據權利要求1所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：所述步驟三中，橫縫粘結強度fj與成縫時間t存在單調遞增關系，早期強度發展較快，后期逐漸穩定，時間t＝0時，強度為0，時間t＝90d時，強度為ft，采用多項式、指數、對數或雙曲線函數來表示橫縫粘結強度隨成縫時間t的變化規律。

6.根據權利要求5所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：采用雙曲線公式fj＝ft×t/(α+t)表述橫縫粘結強度隨成縫時間t的變化規律；其中：fj為橫縫強度，ft為最大強度，α為參數，t為時間。

7.根據權利要求1所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：所述步驟六中混凝土溫控措施包括調節降溫速率。

8.根據權利要求1或2所述的一種基于拱壩橫縫初始粘結強度控制張開時機的方法，其特征在于：所述測溫儀器(3)采用點式溫度計或光纖測溫儀器；所述測縫儀器(2)采用測縫計。