12-2-新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝混凝土面板温度应力分析和温度防裂研究
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Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第17期·65·文章编号:2095-6835(2020)17-0065-02浅谈混凝土坝温度裂缝的成因以及主要防裂措施曹园,田源,刘雪娇,西娜尔·哈那提(河海大学水利水电学院,江苏南京210000)摘要:20世纪以来,由于混凝土材料防渗、便于机械化施工的优点,混凝土在水工建筑物中的应用增加,混凝土坝建造日趋广泛,然而,混凝土材料易在温度作用下产生温度裂缝,影响坝体的整体性、耐久性。
分析了重力坝、拱坝在内的混凝土坝在施工期及运行期温度裂缝的成因的异同点,并总结了相应防裂措施。
关键词:混凝土;温度裂缝;防裂措施;温度应力中图分类号:TU755.7文献标识码:A DOI :10.15913/ki.kjycx.2020.17.0251引言在温度荷载作用下,大体积混凝土结构中容易产生较大的应力,进而引起温度裂缝。
而根据裂缝的发展深度和出现位置的不同,温度裂缝对坝体有着不同的影响。
混凝土重力坝、拱坝是两种常见的坝型,它们的温度裂缝的成因及防治措施有异同之处。
本文主要就这两种坝型,分别从施工期、运行期两个时期进行温度裂缝的成因及防治措施的探讨。
2温度裂缝成因2.1施工期温度裂缝成因对于重力坝及封拱前的拱坝而言,温度应力均属于浇筑大体积混凝土的温度应力问题。
这里就大体积混凝土施工期温度裂缝的成因作简要讨论。
2.1.1坝块内外温差水泥在硬化期间放出大量水化热,虽然随着弹性模量上升,混凝土抗拉强度也有所提高,但在内部混凝土温度很高并发生膨胀、表层混凝土受外界气温影响可能收缩的情况下,混凝土表层容易受拉而产生裂缝[1]。
另外,随着龄期的增长,混凝土弹性模量提高,表面混凝土受内部砼降温收缩变形的约束越来越大,产生巨大拉应力,容易产生裂缝。
当施工期内突遇冷空气或天气较冷时过早拆除保温层[2],混凝土表层温度变化梯度大,发生收缩,表面将产生较大的拉应力。
下屯水电站大坝大体积混凝土的温度控制与防裂摘要:大体积混凝土裂缝及其防治一直是水电工程界十分关注的重大技术问题,在大坝混凝土浇筑过程中,温度应力及温度控制具有十分重要的意义。
热而,不管采取什么措施,都会产生裂缝,不仅影响美观,而且影响结构的耐久性。
本文叙述了大坝大体积混凝土施工中温控的基本要点及温度裂缝产生的原因以及控制裂纹所采取的措施,进一步总结了大体积混凝土温度控制的施工经验,并给出了施工现场裂纹控制的一些建议。
关键词:大坝;大体积混凝土;温度控制;防裂措施1工程概况贵州盘县下屯水电站位于珠江流域西江水系南盘江的一级支流马别河上,在马别河梯级开发中的楼下河电站的下游,距楼下河电站约5Km,工程以发电为主、兼防洪和旅游观光等综合经济效益,大坝设计为抛物线双曲拱坝,下屯水电站水库总库容970万m3,正常蓄水位1173.00m,相应库容814万m3;死水位1167m,死库容596万m3;有效库容245万m3。
电站装机容量20MW,正常尾水位1123.90m。
本工程为Ⅳ等小(1)型。
下屯水电站设计为曲拱坝,坝底宽16m,坝顶宽5m,长度197m,坝底高程1110m,坝顶高程1177.0m,设计坝高67.0m;坝体设计混凝土等级C9020,设计龄期90d,合计混凝土为量为67580m3 ,由C20外掺MgO微膨胀混凝土,由于工期比较紧张,为了加快施工进度,每次浇筑混凝土高度为3m,台阶法分层浇筑,每层厚度50cm,浇注混凝土采用减低混凝土水化热等降温措施,从目前浇注的混凝土拆模后检查未出现可见温度裂纹和干缩裂纹。
2 大体积混凝土温度裂纹原因分析混凝土坝的温度控制是混凝土坝设计中的重要问题,对于保证混凝土坝工程的质量、加快施工进度等方面,起到关键性作用。
在混凝土温度控制设计中,一般以基础温差的设计为重点,以单独浇注块的温度应力为理论基础,在限制应力或应变的条件下估算允许温差。
实践表明,浇注块的分块尺寸越小,应力越小,基础允许温差就越大。
煤窑沟水库施工及运行期大坝观测资料初步分析[摘要]经过对煤窑沟大坝监测施工期、蓄水期的观测资料进行整理分析,可知煤窑沟水库监测数据变化符合一般规律,观测数据真实可靠,能反映了当前水库大坝运行期所处状态。
[关键词]平原水库水平防渗、变形、渗流1工程概况煤窑沟水库是一座拦河式Ⅳ等小(1)型工程,是一个兼具工业供水、农业灌溉、防洪等功能的综合利用工程。
水库总库容980万m3,正常蓄水位962.3m,死水位944.8m。
工程由挡水建筑物、溢洪道、导流兼泄洪涵洞、工业及灌溉引水涵洞等组成。
水库挡水建筑物分为主坝、东副坝及西副坝,大坝全长3227m、整体呈“U”形,主坝最大坝高为44.8m,前后坝坡坡比均为1:1.6,主坝为混凝土面板砂砾石坝,东副坝和西副坝为分离式混凝土面板砂砾石坝,全库盘采用复合土工膜防渗。
坝址坐落于砂砾石覆盖层之上,根据各阶段勘察资料表明:覆盖层浅层为第四系砂卵砾石层(渗透系数为1.33×10-3~1.17×10-2cm/s),厚度较大,相对隔水层则为第三系的泥岩、砂岩(渗透系数为6×10-6cm/s),埋深度大于35m。
2 监测布置1)坝体表面变形观测:该工程大坝外部变形监测建立的变形监测网为专二等三角网和二等水准网。
变形监测网由6个平面位移基准点和3个垂直位移基准点组成。
坝体表面变形测点为混凝土水平和垂直位移综合观测墩。
坝体设3个观测纵断面,其中坝顶平行坝轴线的上游坝坡布置1条,计33个测点,主坝坝段下游坝坡938.00m和952.00m高程各布置1条,分别为9个和6个测点。
(2)体内部沉降观测:为了监测水库大坝施工期、运行期坝体内部沉降变形,监测采用水管式沉降仪。
监测断面设置在主坝坝体最大横断面1+460m、1+700m桩号的938.00m、952.00m高程,其中938.00m高程4测点,952.00m高程3测点。
3)面板周边缝及板间缝观测:为了监测大坝面板周边缝及板间缝的变形,监测采用,在主坝左、右岸与东、西副坝的结合部位的1+380m、1+740m桩号及主坝最大断面1+600m桩号的周边缝和板间缝分别1组TS三向测缝计。
兵团日报(汉)/2002年/07月/22日/第002版/浅谈乌鲁瓦提石坝砼面板裂缝处理洪迎东周友启宋怀彦 乌鲁瓦提水利枢纽工程位于新疆和田,主坝为砂砾石面板堆石坝,最大坝高131.8米,顶长365平方米。
面板总面积7.22万平方米。
一、一期面板裂缝处理一期面板裂缝处理材料为新疆建筑防水材料研究所研制生产的CT固凝材料(改性聚氨脂)。
裂缝处理方法:1860.0米高程以下裂缝用C T固凝材料进行二布五涂表面粘贴封闭处理;以上裂缝用CT灌浆材料进行维内灌浆,表面用CT固凝材料进行二布七涂粘贴封闭。
二、二期面板裂缝及一期面板新增裂缝处理1.处理标准①缝宽小于0.25毫米的裂缝只进行表面处理。
②缝宽大于0.25毫米小于0.5毫米裂缝,先灌浆后进行表面处理。
③对手缝宽大于0.5毫米裂缝,进行灌浆、嵌槽及表面处理。
2.处理材料处理材料均选用华东科研院所生产的材料:嵌缝材料为SR塑性止水材料SR-3,表面处理材料为复合SR防渗盖片,灌浆材料为LW、HW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。
3.处理工艺①表面粘贴处理a.基面处理:用钢丝刷将裂缝两侧各15厘米范围内的松动物及凸出物除去,对于一期原先处理过的裂缝,则需将表面玻璃丝布及粘接剂清除干净,露出原混凝上,并用水冲洗干净。
b.涂刷底胶:待基面完全干净后,沿缝两侧各10厘米均匀涂刷SR底胶,涂刷底胶要注意一不能漏刷(露白),一不能涂刷过厚(注:根据SR材料施工要求,基面一定要干燥,对于潮湿表面,则要用喷灯将基表面烘干,只要能保持表面干0.5至1小时,即可完成施工),注意及时覆盖防尘塑料膜,避免底胶表面被粉尘污染。
c.封边:用SR材料对粘贴好的SR盖片边缘进行封边,要求封边密实、粘贴牢固。
②“灌浆+表面处理”工艺a.清理缝面:清除裂缝表面的浮尘及污物;b.钻孔:沿裂缝下部10厘米左右用冲击钻沿缝间隔30厘米左右打斜孔,孔径16厘米,孔深20厘米,使其穿过缝面,用手揿泵压水,将孔冲洗干净。
112科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1 引言近几十来年,混凝土坝已逐渐成为世界上高坝建设的主流坝型之一,随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平不断提高,同时混凝土材料试验研究的深入,极大地拓宽了混凝土坝的用料范围和用料模式,为混凝土坝更广泛地应用提供了有利条件,改变了混凝土坝长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足,其中混凝土的施工工艺改进对土坝的建造提供了更为先进的控制经验,在确保填筑施工进度及安全运行的前提下保证了施工的质量。
当然,混凝土施工过程中往往会出现混凝土容易老化以及进行坝体再生施工时可能出现的坝体安全性问题,为了解决这些问题必须对施工阶段混凝土温度场、温度应力进行计算。
在温度场和温度应力的计算中,将考虑混凝土热学参数变化,坝体的不同材料分区,坝体不同的分层开挖、浇筑施工的工期和间歇期,以及不同的切槽开挖、浇筑尺寸等对温度场和温度应力的影响。
本文分析了土坝混凝土温度裂缝产生的原因并提出了相应的控制对策,为实际工程的施工提供理论依据,为施工技术方案可行性论证提供参考,也为解决其它的混凝土坝老化问题提供广阔的应用空间。
2 土坝混凝土温度裂缝产生的原因2.1技术问题混凝土坝是历史最为悠久的一种坝型,结构简单,便于维修和加高、扩建。
坝身有适应变形的良好性能,对地基的要求低,施工技术简单,工序少,便于组合机械快速施工。
这种坝型需要进行相应的混凝土加固施工,保证坝体的结构稳定,而在混凝土施工过程中必须要考虑到坝身不能溢流的问题,控制混凝土的稳定成为了主要的技术内容。
而目前混凝土裂缝的产生原因很大一部分是由于温度技术的控制不合理。
形成的原因包括温度应力产生的裂缝,混凝土水化收缩产生以及混凝土徐变应力产生的裂缝,而对结构的影响主要有表观裂缝以及通缝,对于表观裂缝的容许值不同建筑有不同的规范划分。
例如:混凝土温度应该进行必要的温度应力分析。
1工程概况及其温控特点新疆某水利枢纽工程主要由碾压混凝土重力坝、坝后式电站厂房和过鱼建筑物等组成。
电站装机27.6MW。
大坝最大坝高75.5m,正常蓄水位1027m,坝顶高程1032.0m,水库总库容2.94亿m3。
工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型。
坝体上游面采用二级配富胶凝碾压混凝土+变态混凝土+辅助防渗层的防渗结构型式。
据工程附近的气象站资料统计,工程区多年平均降水量188.7mm,平均水面蒸发量达1410.1mm(20cm蒸发皿观测值),多年平均气温3.6℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-47.7℃,变幅达86.1℃,历年最大风速17.3m/s,最大冻土深度239cm[1]。
典型严寒地区“冷”、“热”、“风”、“干”的不利气候因素和碾压混凝土坝分层碾压、通仓浇筑等施工特点使得该工程的混凝土温控具有以下特点:混凝土施工期集中在4~10月,其他月份不适合混凝土施工,严寒气候条件和长间歇式的施工方式增加了坝体混凝土的温控防裂难度,坝体上下游面必须进行永久保温,越冬仓面及未进行永久保温的上下游坝面和其他临空面(横缝面等)在冬季需进行越冬保温,越冬面上浇筑新混凝土层时温控难度较大;春秋季(4~5月和9~10月)寒潮频发,需对各临空面(仓面、上下游坝面和其他立模面)进行妥善临时保温,减小内外温差,降低混凝土开裂风险;夏季气温较高,6~8月平均气温在18℃以上,混凝土温控降温问题较为突出,须采取一系列工程措施,降低混凝土内部最高温度,降低后期混凝土温控难度;全年气候干燥、风大,需对混凝土表面采取妥善保温、新疆某工程碾压混凝土坝施工期温控防裂蒋小健1,秦明豪2,王立成3(1.阿勒泰地区萨尔托海水库管理处,新疆阿勒泰,836500;2.中国水利水电科学研究院,北京,100044;3.中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津,300222)摘要:新疆某水利枢纽工程地处严寒干旱地区,挡水建筑物为碾压混凝土重力坝,最大坝高75.5m,总库容2.94亿m3,属大(2)型工程。
堆石混凝土坝温度应力仿真分析及温控措施研究混凝土坝在施工期和运行期中,由于温度变化引起的拉应力常常会超过混凝土抗拉强度,使坝体出现裂缝,从而破坏了坝体整体性,降低了坝体耐久性,对大坝危害性较大,因此,如何防止裂缝一直是混凝土坝工程的一个重要问题。
堆石混凝土的核心技术在于利用具有高流动性的自密实混凝土,填充堆石体空隙形成完整、连续、高强的混凝土体。
与常态混凝土相比,具有绝热温升低、施工快速、绿色环保等优点,已应用于小规模的水利工程中。
为进一步推广应用,一些问题还有待研究,如堆石混凝土坝需要采取的温控措施等,但目前还未见到有关堆石混凝土坝温控措施方面的的研究成果。
根据已有文献,可将堆石混凝土视为均匀各向同性的均匀材料。
本文以某待建堆石混凝土坝为例,运用大型有限元分析软件SAPTIS,结合堆石混凝土的材料特性,依据大坝的工程设计资料和计划施工进度,模拟不同的温控措施和分缝措施,对堆石混凝土坝施工期及运行期的温度场和应力场进行了全过程仿真分析,并总结了堆石混凝土坝的温控措施与分缝措施。
结果表明:(1)与同等强度等级的普通混凝土相比,堆石混凝土绝热温升低,抗拉强度略高,有利于防裂,可简化温控措施。
(2)堆石混凝土坝无法采取通水冷却和骨料预冷等温控措施,坝体最高温度发生在内部,主要由堆石混凝土初始浇筑温度、环境温度和绝热温升决定。
(3)低温季节浇筑的混凝土浇筑温度低,最大拉应力较小,可以只采取常规温控措施如表面养护及表面保温等并且不需分缝;(4)高温季节浇筑的混凝土仅采用表面流水、避开高温时段浇筑等简易温控措施虽能一定程度降低混凝土最高温度和最大拉应力,但由于坝址处冬夏温差大,坝体仍存在开裂风险。
(5)高温季节浇筑的混凝土必须采取分缝措施才能控制开裂风险,分缝位置根据仿真分析结果确定。
(6)堆石混凝土坝实际施工中,依据仿真分析成果,充分利用低温季节浇筑混凝土,高温季节以较大间距分缝并采取简易温控措施,达到快速优质筑坝的目的。
施工期补偿收缩混凝土防渗面板抗裂性能分析作者:郭进军张世伟夏炎王珊珊来源:《人民黄河》2020年第02期摘要:河南省某混凝土坝防渗面板加固工程施工期拆模后出现多条温度裂缝,影响整体工程质量。
为研究防渗面板施工期开裂原因,选取试验数据建立计算模型,对补偿收缩混凝土防渗面板施工期温度场及应力场进行实时数值分析,得出不同保温措施条件下防渗面板的应力分布情况,分析了裂缝出现的原因。
结果表明:无保温措施情况下,施工期面板混凝土内外温差较大,4 d时面板边缘区域温度应力达到峰值,高于相应龄期混凝土抗拉强度,易产生裂缝。
采用保温措施时,能极大降低由内外温差产生的温度梯度,10 mm的聚苯乙烯泡沫保温塑料板可使4 d龄期的混凝土温度应力下降29%,能有效地提高防渗面板的抗裂性能。
关键词:补偿收缩混凝土;施工期;温度场;温度应力;抗裂性能中图分类号:TV544文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.02.025Abstract:A number of temperature cracks appeared after demolishing a concrete dam reinforcement project of a concrete dam in Henan Province during construction, affecting the overall project quality. In order to study the cause of cracking of the anti-seepage panel during construction,the test data was selected to establish a calculation model, and the temperature field and stress field of the shrinkage-compensating concrete anti-seepage panel during construction were analyzed in real time to obtain the stress distribution of the anti-seepage panel under different thermal insulation measures. The results show that in the absence of insulation measures, the temperature difference between the inner and outer panels of the concrete during construction is larger. At the 4th day, the temperature stress in the edge region of the panel reaches to the peak value, which is higher than that of the tensile strength of the concrete and is prone to cracks. When using insulation measures, the temperature gradient caused by the temperature difference between inside and outside can be greatly reduced.10 mm polystyrene foam insulation plastic sheet can reduce the temperature stress of the 4th day by 29%, effectively improving the crack resistance of the anti-seepage panel.Key words: shrinkage-compensating concrete; construction period; temperature field; temperature stress; crack resistance防滲面板作为坝体的防渗主体结构,其安全性与可靠性关乎大坝能否正常运行。
新疆某高拱坝温度应力计算与温度控制关键技术研究顾佳俊;夏世法;李秀琳;李蓉【摘要】拱坝一般比较单薄,温度应力对拱坝安全的影响非常显著,在严寒地区温度应力会更加突出.以新疆某高拱坝的拱冠坝段为例,旨在遴选不同月份施工时大坝混凝土的温控措施及温度控制指标,达到大坝混凝土施工期防裂的目的.【期刊名称】《大坝与安全》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】5页(P52-55,61)【关键词】高拱坝;温度应力;温度控制【作者】顾佳俊;夏世法;李秀琳;李蓉【作者单位】新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局,新疆乌鲁木齐,830000;中国水利水电科学研究院,北京,100038;中国水利水电科学研究院,北京,100038;中国水利水电科学研究院,北京,100038【正文语种】中文【中图分类】TV5440 引言拱坝一般比较单薄,对外界气温和水温的变化比较敏感,坝内温度变化比较大。
除了坝顶为自由边界外,接缝灌浆后受基岩约束较强,温度变形受到的外界约束比较大,因此温度应力对拱坝安全的影响非常显著,在严寒地区温度应力会更加突出。
新疆某常态混凝土双曲拱坝位于新疆自治区阿勒泰市布尔津县布尔津河干流河段,坝顶高程649 m,建基面高程555 m,最大坝高94 m。
多年平均气温为5℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气温-41.2℃。
在本地区修建混凝土拱坝,防裂任务艰巨,温控防裂难点主要体现在以下4方面:(1)基础3 m厚的混凝土盖板薄层长间歇很容易产生贯穿性裂缝;(2)冬季寒冷,全年寒潮频繁,且昼夜温差大,控制坝体上、下游表层混凝土的内外温差、防止表面裂缝的难度较大;(3)大坝每年可施工期为4~10月,11月至次年3月停工越冬,越冬水平面防裂及附近新、老混凝土之间的上、下层温差控制也是比较难解决的一个问题;(4)大坝的稳定温度较低,接缝灌浆前需要通水冷却使坝体降至封拱温度,这阶段有可能产生较大温度应力,对坝体防裂不利。
高气温地区碾压混凝土重力坝温控防裂方法研究的
开题报告
一、课题背景与意义:
在全球气候变暖的影响下,高气温地区的混凝土重力坝施工过程中,由于地表温度较高,混凝土的凝固和硬化速度较快,易导致混凝土温度
过高、收缩过大、产生开裂等问题。
这些问题严重影响着重力坝的使用
寿命和安全性能。
因此,寻求有效地温控防裂方法,对于保障工程质量
和安全具有重要意义。
二、研究内容:
本研究将围绕高气温地区碾压混凝土重力坝的温度控制和开裂防止,从以下几个方面展开研究:
1. 混合料配合的优化研究。
通过分析现有混合料的成分和比例,结
合高温环境下混凝土材料的特性,优化配合比,制定适合高气温环境下
的混合料。
2. 温度监测和控制方法研究。
利用温度传感器对混凝土温度进行实
时监测,并结合通风、喷淋等方法对混凝土进行冷却,有效控制混凝土
温度。
3. 衬砌与填充物的选择与优化研究。
衬砌作为混凝土膨胀时的缓冲
材料,填充物则作为混凝土内部收缩的补偿材料,选择适合高温环境的
衬砌和填充物,并制定合适的施工方案。
4. 疏松层构造及施工工艺研究。
采用疏松层构造,提高混凝土内部
的渗透性和密实性,有效地降低混凝土收缩开裂的风险。
三、预期效果:
通过本研究,可以有效解决高气温地区碾压混凝土重力坝温控防裂
问题,提高重力坝的使用寿命和安全性能。
同时,优化混合料、温度控
制方法、衬砌与填充物的选择与优化,以及引入疏松层构造及施工工艺,可为混凝土工程施工提供借鉴和参考。
面板坝面板的开裂原因分析
王建江
【期刊名称】《石河子大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1992(000)002
【摘要】面板开裂的原因是混凝土面板堆石坝设计者与施工者普遍关注的问题之一,本文根据计算分析,辩明了温度应力是面板开裂的主要原因,而干缩应力和坝体不均匀变形则是次要的原因。
【总页数】7页(P17-23)
【作者】王建江
【作者单位】石河子农学院水利系
【正文语种】中文
【中图分类】N55
【相关文献】
1.三板溪混凝土面板坝面板破损原因分析 [J], 王玉洁;朱锦杰;李涛
2.面板坝周边缝开裂自愈防渗特性研究 [J], 保华富;张永全;谢正明;胡春风
3.混凝土面板堆石坝面板开裂原因分析 [J], 王建江
4.面板堆石坝面板开裂原因分析方法 [J], 黄静; 伍言凤
5.某小学体育馆屋面板开裂原因分析 [J], 陈修宇
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高碾压混凝土拱坝温控防裂理论研究的开题报告一、研究背景混凝土拱坝是一种应用广泛的重力坝,具有结构简单、耐久性好等优点。
然而,由于水坝温度变化导致的拱坝混凝土热胀冷缩、温度变形等问题,容易导致裂缝出现,对坝体的安全性和稳定性产生不利影响。
因此,如何进行有效的温控防裂是混凝土拱坝设计和维护的重要课题。
二、研究目的本研究旨在探索高碾压混凝土拱坝在温度变化下的热胀冷缩特性和温度变形特性,并设计有效的温控防裂方法,提高混凝土拱坝的安全性和稳定性。
三、研究内容1.高碾压混凝土拱坝材料性能测试:采用高碾压混凝土制作混凝土试块,测定其抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量等性能指标。
2.拱坝温度变化下的热胀冷缩特性研究:采用温度控制设备对混凝土拱坝进行冷却和加热,记录温度变化和热胀冷缩变形,并分析其影响因素。
3.拱坝温度变化下的温度变形特性研究:利用测振仪和光纤光栅仪等设备对拱坝进行振动测试和形变测试,分析温度变形特性。
4.温控防裂方法设计:基于混凝土拱坝的热胀冷缩特性和温度变形特性,设计合理的温控防裂方法,以提高拱坝的安全性和稳定性。
四、预期成果1.高碾压混凝土拱坝材料性能测试数据。
2.拱坝温度变化下热胀冷缩特性和温度变形特性研究数据。
3.温控防裂方法设计方案。
4.论文和研究报告。
五、研究方法1.混凝土试块的制备、性能测试,在标准研究设备中进行。
2.拱坝温度变化下的热胀冷缩特性测定和温度变形特性测定,采用商用温度控制设备和测试设备进行。
3.温控防裂方法设计,分析和总结文献,利用设计软件进行设计。
六、研究难点1.如何准确测试混凝土拱坝在温度变化下的热胀冷缩和温度变形程度。
2.如何设计出适用于不同工况的温控防裂方法。
七、研究意义通过本研究,可以深入了解高碾压混凝土拱坝在温度变化下的特性,设计有效的温控防裂方法,为混凝土拱坝的设计和维护提供理论参考和实用技术。
新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝混凝土面板温度应力分析和温度防裂研究摘要随着新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝的逐渐发展与改革,在现在技术的要求下项目建设也逐渐的取得了提高。
在现代化的体系中我们逐渐的认识到混凝土项目在实际的生活中出现的问题。
混凝土以其比砖混结构项目具有诸多优势特点,而越来越多地被应用到高等级水库大坝建设中,但是混凝土一些问题却不容忽视。
混凝土由于具有良好的抗滑性能被广泛应用于我国的建筑建设中,已经成为建筑项目结构的主要形式。
由于气候环境变化、建筑物荷载作用等因素综合影响,项目出现了不同程度的破损病害,其中最为常见的就是裂缝。
在水库大坝修建中混凝土的温度是最难控制的,对大坝之后的保养以及蓄水能力有直接的影响,本文通过对新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝混凝土面板温度应力分析和温度防裂进行研究。
关键词:混凝土修建温度面板应力温度防裂一、新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝简介新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝建设为国家重要的建设工程之一,在新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝特殊的地理环境的条件下堤坝的建设也是要格外的注意。
吐鲁番市煤窑沟水库工程是吐鲁番地区世界银行贷款节水灌溉项目的组成部分,是一座具有工业供水、农业灌溉、防洪及生态保护等综合利用效益的水利枢纽工程。
总库容为980万立方米,工程概算总投资19630.87万元,其中世界银行贷款12300万元。
该工程2013年6月开工建设,2015年7月完成主体工程建设。
图1 新疆吐鲁番市煤窑沟水库大坝工程煤窑沟水库挡水建筑物主要为拦河坝,由于水库采用三面围坝,坝轴线较长,全长3125m,其中河床段坝长495.9m。
坝体剖面结构主要由混凝土防渗面板厚度为0.3m、垫层区水平厚度3.0m、过渡区水平厚度3.0m、砂砾石主堆石区。
后坝坡采用30cm厚干砌卵石护坡。
河床两侧坝体采用分离式混凝土面板堆砂砾石坝,填筑段坝体主要由20cm厚混凝土面板、垫层区水平宽度3.0m、过渡区水平宽度3.0m,砂砾石堆石区组成;开挖段坝体主要由20cm厚混凝土面板、垫层区水平厚度0~3.0m组成。
二、建设工程混凝土项目出现裂缝的原因在我预防建设工程混凝土项目出现裂缝时,我们更应该知道裂缝的类型,才能让我们对症下药,虽然裂缝对于老一辈来说多少有些经验但是在不同的情况下会出现我们不能预料到的问题和一些前所未见的问题,只有让我们了解的问题出现的原因,我们才能一步一步的解决,这不仅仅的常识的问题,在我们常识以外我们还要加强我们的专业知识从源头来治理,知己知彼还能百战不殆,这样才能道路药到病除,才能让出行的提供便利,达到我们的目标,在裂缝中有几种是非常常见的原来,而项目裂缝也是让项目破损最常见的问题,而这问题的病害之一。
裂缝的表现特征我们可以从字面上来了解,横向裂纹的表现特征就是裂缝与路中心线基本呈90度,也就是垂直的,缝宽却没有要求,其中缝长有的可以贯穿整个项目,从而使项目出现断面,也有一部分出贯穿部分的项目,没有上一种的形象大而以上的统称为横向裂纹经过以上的分类我们一般分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。
纵向裂缝与横向裂缝的分类很类似,它的表现的形式那就是裂缝的走向基本与行车的方向是平行的,也就是说与隔离带的方向是大致相同的,裂缝的宽度长度不一,这种裂缝的害处在于如果宽度不大还好,使建筑物不能移动,不管是哪种情况都不是我们希望看到的所以我们要预防和修补。
裂缝指数参考值(1)混凝土的厚度不足够混凝土的厚度不足够不能满足建筑物的行车最基本的要求在如今的社会,越来越多的人追求混凝土强度,没有最快只有更快,而建筑物的运输也是同样的追求,在混凝土强度满足后减少次数成了大多数的目标,同样数量的东西怎样才能减少浇筑的厚度呢?温度过高在混凝土浇筑的时候对严重的影响混凝土的凝结程度,尤其是在搅拌的过程中需要添加一些辅助材料加速混凝土的搅拌凝结速度,过高的温度破坏混凝土结构,降低混凝土应力作用。
(2)混凝土强度不够混凝土强度不够,这就是以上问题的第二个原因所在,总所周知路上能站人,豆腐却不能,为什么路上能站人而豆腐却不行呢?那就是因为强度,如果强度不够项目也不能站人,在物体承受一定的重量后就会发现形变,如果形变在一定承受范围类可以复原的,这就叫做弹性形变,如果继续加大压力,渐渐的物体发生破损那就是非弹性形变,这就会让豆腐碎掉,会让项目开裂,就是因为其回探程度不断的增大,满足不了迅速增加的交通量和逐渐增大的汽车载重量的需要,最终会超出道路所能承受的最大重量后,不堪重负最后破损,在这一问题上,我们应该采取的措施就可以从中了解原因后得知,由于道路选用的混凝土质量不能满足道路建筑物的重量,所以混凝土面层产生了早起的疲劳破坏,渐渐的由于疲劳破坏产生最上面所说的龟裂,严重时甚至会扩展到全幅混凝土面层。
这就是原因,我们从中知道了预防的方法那就是混凝土的质量,这就是问题的关键点,如果我们提高对混凝土的质量的,这样就可以减少,甚至是避免龟裂的现象,从而达到我们的目的。
(3)混凝土面层温缩裂缝混凝土面层温缩裂缝,从字面上我们就可以得知温缩裂缝,肯定与温度原因,而我们大家都熟悉的热胀冷缩就是原因所以正确的解释就是当项目发生的大幅度的降温的时候,混凝土的混合的材料的应力和松弛赶不上温度的增长,在问题突然下降时,混凝土就是相对于的收缩而这收缩的混凝土强度如果大于项目所以材料混凝土的应力或者拉应力时,那么就超过了混凝土的极限超过了产生开裂的极限劲度,那么混凝土项目就是开裂,这就是一个简单的因果关系。
三、混凝土浇筑时温度控制措施过渡材料、堆石材料和基岩的物理性质(1)混凝土在荷载下有了明确的防治措施,在温缩的裂缝下同样也要采取一定的防治措施,首先要正确的安排浇筑作业,使得浇筑作业能用连续进行减少窝工的情况,减少冷接缝,这就是正确的浇筑方案能一定的预防裂缝的产生,在预防中我们要用《混凝土项目浇筑及验收规范》(GB50092)来要求,在具体问题具体分析再结合当时的情况比如说气候和水文等条件再和选择的水库大坝等级来确定混凝土的类型,这样可以减少或者使得混凝土面层温度收缩裂缝消失。
夏季温度较高期间一般的混凝土结构不低于6°,所以需要确保混凝土浇筑的温度,在混凝土进行搅拌的时候需要使用小石子、砂子等材料混合搅拌进行预热,夏季中午太热时就把混凝土浇筑安排在早晨8点到12点,中午温度过高,一般处于休息时段,下午从5点在开始一直到晚上天黑的时候,由于新疆吐鲁番特殊的天气温度与环境,白天与晚上温差较大,夏季白天时长较长,所以新疆吐鲁番混凝土浇筑时间跨度比较大,气温高,对于混凝土结构有很高的要求。
其次那就是针对收缩来防治,所以要选用松弛性能上面有着优质表现的混凝土来浇筑,这样能够保证混凝土的延展度,使得有着一定的收缩性,一般的降温在其范围内,如果因为材料的限制或者在当地条件的不允许情况下,或者没有优质的混凝土下,我们根据知识来采用可以聚合物或者使用一定量的添加剂来使得混凝土在高温的情况有着更加稳定的性能和在低温下同样有着抗裂的性能。
在对混凝土进行搅拌的过程中,每半个小时温度就为上升1.5°左右,所以需要使用隔热板对混凝土进行降温处理。
(2)而在基层反射裂缝防治的时候,我们在基层或者是底基层养生的那段时间内,我们也要严格的按照规范的要求来浇筑,在彻底的排完水后,就可以铺设面层了,如果遇到了土基或者项目基层的一些问题时,我们应该先解决以上的问题才能继续进行下一步的程序,又或者是因为强度的不足然后使得裂缝的破损的话我们就更加应该先对土基或者基层进行一定的处理后再进行修复,这就可以明显的看出基层的重要性,基层不稳地动山摇。
所以我们可以看出实地考察的重要性,实地的考察后我们可以根据结构设计的时候就根据不同的环境和不同交通荷载的情况来决定合理的基层材料以及面层的材料,所以一个好的设计结构组合决定着混凝土面层的最佳厚度,这样不仅在材料的节约和人工的合理安排上有着一定的作用外,更加使得能够在力学上抵抗基层的裂缝反射对面层的那些影响。
在浇筑的过程中我们可以根据实际的情况来浇筑,比如说留设预留缝来防治基层的开裂,能使得基层有着均匀的压实更加有着良好的压实度,让其跟满足规范的要求。
(3)纵向的裂缝防治措施与横向的防治措施大同小异,却又有着不同注意点,在防治纵向裂缝上,因注意对于因为填土的时候没有进行全方面的压实而产生了纵向裂缝这就是原因,我们应该在浇筑中就必须,绝对的严格的安装规要求浇筑,绝不能在填料中加腐殖土,淤泥跟一些容易被分解的东西,在确保压实度满足规范要求时我们就有着很好的防治措施使得有效的防治混凝土项目裂缝。
总结在现代化的建设下,对于水库大坝建设出现的混凝土温度应力与防裂等问题也是得到了重视,很多的水库大坝建设面对现代化不断改革的高新科技,还有在不断得到创新的建设材料,很多的水库大坝建设在进行项目施工的时候对于水库大坝混凝土温度控制与应力的调节进行了彻底改革和完善。
在现代化建设的进程下,技术的创新以及质量的强力监督都是为了确保水库大坝建设的进度以及水库大坝建设的安全指数,在加大对技术的管理以及质量的监督都是在不断的取得进步。
在现代化的建设手段下,新疆吐鲁番煤窑沟水库大坝混凝土温度应力与温度防裂研究较为全面,在混凝土路面出现裂缝的情况时,结合实际的问题,积极采取有效措施,对于混凝土温度应力与温度防裂有效的防治手段。
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