大坝混凝土快速施工与温控防裂研究

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发布时间：2021-09-08

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大坝混凝土快速施工与温控防裂研究
罗国杰，曹永潇’，李亚敏
(1．华北水利水电学院，河南郑州450011；2．河南建筑职业技术学院，河南郑州450007)
摘要：大坝混凝土由于水化放热常导致施工期裂缝产生。为缩短施工期并减少裂缝，对混凝土快速施工方式进行研究。采用有限元仿
真模拟技术，结合具体工程，考察不同层厚和间歇期的施工情况对混凝土温度场和温度应力的影响，分析表明：薄层短间歇期的快速施工
方式可减小层间约束应力，减小温度应力。该研究可为混凝土温控设计及现场施工提供理论依据。
关键词：快速施工；温控；防裂
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)10—0137—02
Study on tem perature control and fast construction of dam concrete
LUOGuo-jie ，CAOYong-xiao ，LIYa-min
(1．NorthChinaUniversityofWaterConservancyandElectricPower，Zhengzhou450011，China；
2．HenanTechnicalCollege ofConstruction，Zhengzhou450011，China)
Abstract： DIle to the hydration heat．cracks usually appear in dam during the construction．fast construction was studied to prevent crack and
decrease progress．W ith the application ofsimulation，the influence ofconcrete lift and interval time on temperature and stress distribution ofcon—
cretewere discussed．from the result．we can knowthatthermal stress decreasesbyfast construction、vim thinlift and shortinterva1．This studywill
be reference for design oftemperature control in dam．
Key words： fast construction；temperature control；crack prevention
0 引言
快速施工是在一定的工程环境条件下，保证工程质量和投
资而缩短施工周期。为实现快速施工常采用缩短混凝土施工间
歇时间、加大浇筑层厚度等。混凝土坝由于水化热引起变形，需
进行温控防裂问题，研究认为 ]：施工间歇期越长，混凝土热量
散失的越多，内外温差越大，温控防裂难度增大，而产生裂缝的
可能性越大；浇筑层厚度越大，每浇筑层产生的热量也越大，内
外温差也会增大，相应的裂缝产生的可能性也越大。因此，在混
凝土工程施工中，研究快速施工过程中合理的分层及间歇期，既
可实现工程提前收益也减少裂缝，对工程设计及提高工程耐久
性具有重要意义。
1 温控计算理论及方法
混凝土浇筑后，由于水泥水化放热，散热量小于发热量，混
凝土温度升高，之后随着环境温度下降并趋于环境温度，早期
内部温度高于表面，形成内外温差导致混凝土内外变形的不一
致，形成相对约束，造成裂缝。当温度降低时构件体积开始收缩，
如果收缩受到限制(地基或老混凝土的约束)便会产生拉应力，
也可能产生裂缝。
1．1 温控防裂计算理论
1．1．1 非稳定温度场的基本理论
混凝土热传导过程满足热传导连续方程_1' ：
收稿日期：2012—04—05
基金项目：国家自然科学基金(51109081)
：。f + I + _1』+Aa (v( ， )∈ ⋯(1)
式中： ——混凝土温度，℃ ；
口——导温系数，m2／h；
— — 绝热温升，℃；
r——龄期，d；
— — 时间，d。
初始条件：
( ，Y，z，t0) (2)
1．1．2 应力求解的基本理论
混凝土施工过程中，由于变形导致复杂的应力，随时间变
化的应变增量包括徐变应变增量、自生体积应变增量、弹性应
变增量、干缩应变增量和温度应变增量等：
{△s }={△ ；}+{△ ：}+{△ }+{△ }+{△占 } (3)
式中：{△ }——混凝土弹性应变增量；
{△ 卜一徐变应变增量；
f△s ——温度应变增量；
f△ 卜一干缩应变增量；
{△ }—— 自生体积应变增量。
1．2 温