倒丁字型混凝土結(jié)構(gòu)施工期溫控與防裂

針對(duì)施工期薄壁混凝土結(jié)構(gòu)易開(kāi)裂的問(wèn)題,闡述了裂縫成因和開(kāi)裂機(jī)理,提出了相應(yīng)的防止措施.認(rèn)為薄壁混凝土結(jié)構(gòu)早期的內(nèi)外溫差,后期基礎(chǔ)溫差是這類(lèi)裂縫產(chǎn)生的主要原因,而表面保溫和內(nèi)部水管降溫的溫控防裂措施是防止這類(lèi)裂縫的有效措施.結(jié)合混凝土溫度場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)的基本原理和水管冷卻的精確算法,通過(guò)三維有限單元法對(duì)某大型渡槽施工期混凝土結(jié)構(gòu)在該溫控防裂措施下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算,結(jié)果顯示該防裂措施效果良好,對(duì)類(lèi)似工程具有一定的參考價(jià)值.

施工期渡槽開(kāi)裂是常見(jiàn)的工程難題,溫度荷載形成的裂縫是渡槽開(kāi)裂的主要原因,特別是高性能泵送混凝土廣泛施工,混凝土開(kāi)裂問(wèn)題變得更加突出。文章采用三維有限單元法對(duì)施工期某渡槽進(jìn)行了非穩(wěn)定溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)仿真計(jì)算,分析了主梁、次梁、底板、墻體裂縫的成因;針對(duì)裂縫成因,提出相應(yīng)的內(nèi)部水管降溫和外部保溫的抗裂方法,結(jié)果表明合理得當(dāng)?shù)臏乜胤椒苡行У种屏芽p的形成。

在一般常態(tài)混凝土薄壁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂機(jī)理的基礎(chǔ)上,針對(duì)一種具有超長(zhǎng)底板的新型水閘混凝土結(jié)構(gòu),采用混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)算法以及水管冷卻的精細(xì)算法,對(duì)其進(jìn)行了施工仿真計(jì)算.計(jì)算結(jié)果和初步工程實(shí)踐表明內(nèi)部水管降溫和表面保溫的綜合措施對(duì)于防止長(zhǎng)底板開(kāi)裂是有效的,對(duì)今后類(lèi)似工程有重要的參考價(jià)值.

水工隧洞襯砌混凝土裂縫不但影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還因?yàn)樗疂B入混凝土內(nèi)部而產(chǎn)生空蝕破壞，所以必須加以重視。施工期間產(chǎn)生的溫度裂縫是裂縫的主要來(lái)源，本文對(duì)其成因和防控措施進(jìn)行了探討。

管身混凝土結(jié)構(gòu)在冬季施工期易發(fā)生裂縫,認(rèn)為結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差、基礎(chǔ)溫差是這類(lèi)裂縫產(chǎn)生的主要原因。通過(guò)三維有限單元法對(duì)施工期倒虹吸進(jìn)行仿真計(jì)算,分析混凝土施工期應(yīng)力場(chǎng)的時(shí)空變化規(guī)律,得出管身裂縫容易出現(xiàn)的部位。在南水北調(diào)中線工程勒馬河倒虹吸冬季施工中采用了模板外面貼聚乙烯苯板(泡沫保溫板),仿真表明,優(yōu)化后保溫措施對(duì)混凝土防裂有很好的效果,值得類(lèi)似工程應(yīng)用推廣。

文章分析了混凝土閘裂縫成因,指出在幾種常見(jiàn)的混凝土閘裂縫形式中,溫度應(yīng)力裂縫不僅出現(xiàn)頻率高,而且危害嚴(yán)重,是施工期應(yīng)該重點(diǎn)解決的問(wèn)題。并從一般工程措施、仿真計(jì)算分析、施工動(dòng)態(tài)控制等方面闡述了混凝土閘溫度裂縫控制方法。

混凝土高拱壩施工期溫控防裂仿真研究——混凝土高拱壩封拱和蓄水是一個(gè)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)交替過(guò)程。澆筑方案對(duì)壩體施工期溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力有著重要的影響。采用三維有限元法對(duì)小灣混凝土高拱壩22號(hào)壩段兩種澆筑方案的施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行了全過(guò)程仿真分...

閘墩中心的混凝土在施工后期,由于溫度降低而產(chǎn)生收縮,當(dāng)其受到底板的強(qiáng)約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,容易形成\"由里及表\"型裂縫.采用吊空模板技術(shù),相當(dāng)于減小了約束體的體積,降低了約束體的剛度,從而降低了底板對(duì)閘墩的約束,大大改善了閘墩混凝土的應(yīng)力狀態(tài).介紹了某水閘工程的溫控防裂仿真計(jì)算,證實(shí)了吊空模板技術(shù)能有效防止施工后期閘墩內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生,為同類(lèi)型的施工分析起到一定的參考作用.

針對(duì)閘墩大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期或運(yùn)行期易開(kāi)裂而影響施工質(zhì)量,基于燕山水庫(kù)工程閘墩混凝土結(jié)構(gòu)施工方案和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境資料,仿真計(jì)算了溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)施工期和施工后期全過(guò)程的冷卻水管方案設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該措施設(shè)計(jì)與實(shí)施有效可行。

混凝土高拱壩封拱和蓄水是一個(gè)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)交替過(guò)程,澆筑方案對(duì)壩體施工期溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力有著重要的影響。采用三維有限元法對(duì)小灣混凝土高拱壩22號(hào)壩段兩種澆筑方案的施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行了全過(guò)程仿真分析,得到了高拱壩溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化的一般規(guī)律,提出了減小二期冷卻結(jié)束時(shí)溫度應(yīng)力的措施。仿真計(jì)算中考慮了壩體混凝土材料的熱力學(xué)性能、澆筑過(guò)程、水管冷卻、環(huán)境溫度變化、封拱和蓄水過(guò)程。仿真結(jié)果對(duì)混凝土高拱壩的溫控防裂設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。

在深入分析碾壓混凝土重力壩施工期常見(jiàn)裂縫開(kāi)裂機(jī)理的基礎(chǔ)上,以武都碾壓混凝土大壩為例,采用反饋分析獲取的熱力學(xué)參數(shù),仿真分析了采用不同溫控措施時(shí)大壩溫度和應(yīng)力的變化規(guī)律,對(duì)比了不同溫控措施之間的差異,尤其是保溫與不保溫之間的差異。針對(duì)施工期出現(xiàn)的幾種典型開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn),提出了相應(yīng)的溫控措施,為大壩施工期防裂決策提供了依據(jù)。

混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過(guò)程中容易出現(xiàn)各種裂縫。以某（60＋100＋60）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?yàn)槔?對(duì)施工期間出現(xiàn)的腹板裂縫進(jìn)行了詳細(xì)檢測(cè)及施工同步跟蹤試驗(yàn)研究。檢測(cè)及研究結(jié)果表明：（1）施工期間后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件腹板順預(yù)應(yīng)力束管道方向斜向裂縫萌生于預(yù)應(yīng)力束彎曲段;（2）腹板順預(yù)應(yīng)力束管道方向斜向裂縫在對(duì)應(yīng)塊段腹板預(yù)應(yīng)力束張拉期間開(kāi)展,預(yù)應(yīng)力束張拉結(jié)束后裂縫并未進(jìn)一步擴(kuò)展;（3）腹板順預(yù)應(yīng)力束管道方向斜向裂縫出現(xiàn)的原因可能是由于預(yù)應(yīng)力束配束較強(qiáng)及張拉期間對(duì)應(yīng)塊段混凝土抗拉強(qiáng)度極限強(qiáng)度發(fā)展不足。

由于水閘底板結(jié)構(gòu)屬于薄板結(jié)構(gòu),層厚較薄,其混凝土內(nèi)部溫度隨年氣溫呈周期性變化,無(wú)穩(wěn)定溫度,給其最高溫度控制標(biāo)準(zhǔn)的制定帶來(lái)了一定困擾。為此采用有限元仿真分析方法,以某水閘為例,就水閘結(jié)構(gòu)的最高溫度溫控標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵部位防裂重點(diǎn)及防裂措施進(jìn)行了重點(diǎn)分析。通過(guò)計(jì)算可知,該水閘混凝土的最高溫度控制標(biāo)準(zhǔn)按照32℃控制為宜;低溫季節(jié)混凝土澆筑完成后及時(shí)保溫可降低拉應(yīng)力19%,上下層溫差按照15℃控制,安全系數(shù)1.65。結(jié)果表明:水閘結(jié)構(gòu)最高溫度控制標(biāo)準(zhǔn)按照基礎(chǔ)溫差加閘底板結(jié)構(gòu)各澆筑層第二年溫度的最低值確定為宜;低溫季節(jié)混凝土澆筑完成后應(yīng)及時(shí)保溫;閘墩與底板混凝土的上下層溫差控制是閘墩結(jié)構(gòu)防裂的重點(diǎn)之一,需從嚴(yán)控制。

. -- 8.11混凝土溫控防裂措施 8.11.1基本條件及要求 8.11.1.1混凝土允許最高溫度 根據(jù)招標(biāo)文件要求，壩后廠房混凝土允許設(shè)計(jì)最高溫度見(jiàn)表8.11-1。 表8.11-1壩后廠房工程混凝土設(shè)計(jì)允許最高溫度單位：℃ 月份123456789101112 廠房大 體積混 凝土 0～0.2l272831333333333333333329 0.2～0.4l272831343536353535353329 0.4l以上272831343737373737363329 進(jìn)水口樁號(hào)壩下 0+105以下鋼管段 混凝土 272831333333333333333229 注：l為澆筑塊長(zhǎng)邊尺寸。 8.11.1.2控制澆筑層最大高度和間歇時(shí)間 基礎(chǔ)和

8.11混凝土溫控防裂措施 8.11.1基本條件及要求 8.11.1.1混凝土允許最高溫度 根據(jù)招標(biāo)文件要求，壩后廠房混凝土允許設(shè)計(jì)最高溫度見(jiàn)表8.11-1。 表8.11-1壩后廠房工程混凝土設(shè)計(jì)允許最高溫度單位：℃ 月份123456789101112 廠房大 體積混 凝土 0～0.2l272831333333333333333329 0.2～0.4l272831343536353535353329 0.4l以上272831343737373737363329 進(jìn)水口樁號(hào)壩下 0+105以下鋼管段 混凝土 272831333333333333333229 注：l為澆筑塊長(zhǎng)邊尺寸。 8.11.1.2控制澆筑層最大高度和間歇時(shí)間 基礎(chǔ)和老混凝

大體積混凝土的溫控防裂

本文結(jié)合特高拱壩施工期溫控防裂的自身特點(diǎn),從混凝土的真實(shí)抗裂能力、大壩水管冷卻時(shí)的幾個(gè)關(guān)鍵部位及關(guān)鍵時(shí)段,以及影響大壩溫度和應(yīng)力的幾個(gè)關(guān)鍵因素等幾個(gè)方面進(jìn)行深入的分析和全面闡述,提出特高拱壩溫控防裂所需要的考慮時(shí)、空溫控效應(yīng)的冷卻思路與方案。最后,結(jié)合我國(guó)某特高拱壩施工期的實(shí)際溫控方案,對(duì)比分析了增加中期冷卻和增加過(guò)渡區(qū)后的溫控效果,進(jìn)一步驗(yàn)證了特高拱壩需要采用"個(gè)性化、精細(xì)化和信息化"溫控設(shè)計(jì)理念的必要性和合理性。

在混凝土壩設(shè)計(jì)施工的過(guò)程中,防裂是主要的一項(xiàng)措施.混凝土中存在著溫度應(yīng)力,如果處理不當(dāng),極容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生,要想在源頭上防范裂縫,就要做好溫度的控制工作,采用結(jié)構(gòu)措施,從而達(dá)到控制溫度應(yīng)力的目的.混凝土壩和傳統(tǒng)混凝土相比,材料參數(shù)和施工程序等都不具有相似性,需要有針對(duì)性的對(duì)溫度應(yīng)力采用溫控措施.

結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行灌漿廊道混凝土澆筑施工過(guò)程的非穩(wěn)定溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的仿真計(jì)算,研究了外界氣溫條件變化和水化熱釋放、混凝土應(yīng)力狀態(tài)等隨齡期及分層澆筑對(duì)結(jié)構(gòu)溫度和溫度應(yīng)力的影響。提出溫控防裂措施,重點(diǎn)研究低溫天氣施工時(shí)保溫層對(duì)表面特征點(diǎn)應(yīng)力的影響,可供類(lèi)似工程參考。

針對(duì)泵站結(jié)構(gòu)施工期易開(kāi)裂的問(wèn)題,闡述了裂縫成因,提出了相應(yīng)的防止措施.得出早期的內(nèi)外溫差和外部約束是產(chǎn)生表面裂縫的主要原因.采用了表面保溫、水管冷卻及設(shè)置砌體等方法來(lái)防止墩墻混凝土產(chǎn)生溫度裂縫.利用水管冷卻混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的三維有限單元精確算法,對(duì)某大型貫流式泵站墩墻結(jié)構(gòu)的施工期溫控防裂進(jìn)行了仿真計(jì)算,結(jié)果顯示計(jì)算方法精確、防裂效果良好,對(duì)此類(lèi)工程具有一定的參考價(jià)值.

在長(zhǎng)期以來(lái)的水閘施工建設(shè)中,混凝土底板有開(kāi)裂現(xiàn)象,后繼施工的閘墩結(jié)構(gòu)經(jīng)常開(kāi)裂。該文基于大體積混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的基本理論分別分析了水閘底板和閘墩開(kāi)裂的原因,并針對(duì)混凝土開(kāi)裂的原因提出相應(yīng)的防裂方法,供相關(guān)工程參考應(yīng)用。

由于在以往的混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中存在較多的地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)裂縫和墻梁板的早期和后期裂縫問(wèn)題,為了防止在今后的工程中重復(fù)出現(xiàn)此類(lèi)裂縫,特提出相應(yīng)的預(yù)防措施。這些措施有設(shè)計(jì)方面的,有施工方面的,有原材料質(zhì)量控制方面的,有混凝土配合比優(yōu)化方面的,有混凝土養(yǎng)護(hù)方面的。