溢洪道混凝土的温控防裂方案研究

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发布时间：2021-09-03

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溢洪道混凝土的温皿丁控防裂方案研究
韩绪博王兆刚。
(1．华北水利水电大学河南郑州450011；2．水利部建设管理与质量安全中心北京 1 00038；
3．北京市平谷区水务局北京 1 012o0)
【摘要】由于水工建筑物溢洪道要承受高速和大流量的水冲刷，其对混凝土施工质量要求严格，防止裂缝的产
生是工程建设者面临的一大难题。本文从溢洪道混凝土的材料特性和结构特点阐述了其裂缝机理，从材料方面和施工措
施方面提出了防止裂缝的措施，并以某实际溢洪道为例，采用三维有限单元法，研究了改善应力状态、防止裂缝产生的
混凝土温控防裂方案，指导工程施工。该方法对同类型工程的施工具有一定的参考意义。
【关键词】溢洪道裂缝机理温控防裂表面保温有限单元法
【中图分类号】TV682 【文献标识码】 B 【文章编号】 1672—2469(2014)06-0060-04
【DOI编码】 i0．3969／j．iSsn．1672—2469．2014．06．020
1 前言
随着国民经济的快速发展和对清洁能源需
求的加大，我国西南地区的水能逐渐得到重视
和开发，为此，一大批水利水电工程正在建设
或者处于规划设计中，包括大坝、溢洪道、泄
洪洞等大型水工建筑物。对这类水利工程而言，
其水工建筑物的安全和耐久性非常重要，它不但
关乎整个工程的安全，也严重影响下游人民的生
命财产。工程经验u一表明，影响这类水工建筑
物安全的一个重要因素是裂缝问题，因此这类水
工建筑物的裂缝问题是不得不重视问题。
溢洪道的工作特点是要承受高流速和大流
量的水流，其混凝土也往往采用抗冲耐磨混凝
土，这种类型混凝土具有水泥用量大，绝热温升
高等特点。溢洪道结构特点具有厚度较小、顺河
向分缝长度较长、基础约束强等特性。这些特点
决定了在我国现有温控技术条件下 ¨，溢洪
道施工期的温度控制就成为工程质量保证的关
键。本文以三维有限单元法计算程序对某大型
溢洪道分析了不同温控措施组合条件下的温控
防裂效果，筛选出适合该工程的温控防裂措施，
指导工程施工。该方法和措施对类似工程具有重
要参考意义。
溢洪道特殊的功能特点决定了它常采用高
性能混凝土，它的强度和抗冲耐磨性能得到了建
设者的喜欢。但是高性能混凝土具有水灰比小、
水泥用量多、水化热量大、混凝土绝热温升高
且集中在早期释放等热学特性；也具有弹性模
量大、强度早强和自生体积变形大等力学特性，
这些特性使其开裂现象更难控制，裂缝出现也更
为普遍、更加防不胜防。
2．2 结构方面
不同于大坝大体积混凝土结构，溢洪道结构
单薄，厚度小基本是l～2m厚；与渡槽结构不同，
溢洪道结构简单，没有底板和侧墙、边墙和底板、
主梁和底板等结构部位之间的相互变形约束。但
是不同于大坝和渡槽等结构，溢洪道顺河向分缝
长度较长，整个结构都处于强约束区，受地基约
束非常明显，很容易产生裂缝，且一旦出现裂缝，
都将是贯穿性裂缝，严重影响结构的耐久性和安
全性。
总之，溢洪道的材料特点和结构特点决定
了其对于裂缝更为敏感，防裂的要求更为严格，
防裂难度也更大，施工中最大限度的控制危害裂
缝出现对未来工程安全具有极其重要的意义。
3 溢洪道混凝土的温控防裂措施
2 溢洪道混凝土裂缝成因和机理 3．1 优化混凝土材料