摘 要 ：针对水 电站地 下厂房 中岩锚 梁混凝 土结构施 工期 易开 裂的问题及其 结构特 点，采取 了水管 冷却和表 面 保 温相 结合的温控措 施。依托某岩锚梁工程 ，利用考虑水管冷却 的不稳 定温度场和应 力场 的有限元 方法 ，对 典 型岩锚 梁施工段 进行仿真计算 ，从 温度 、第一主应 力以及抗 裂安全度 3方 面分 析 了水 管冷却和表 面保温措 施 的温控 效果。结果表明 ，水 管冷却和表 面保 温相 结合 的温控措 施能够把岩锚 梁施 工期应 力控制在 允许 范围 内，使 其 满 足 允 许 抗 裂 安 全 度 ，并 认 为 运 用 抗 裂 安 全 度 的 方 法评 价 混凝 土 结 构 的 抗 裂 能 力 更 为 合 理 。 关 键 词 ：水管冷却 ；表面保温 ；温度场 ；应力场 ；抗裂安全度 ；岩锚 梁 中 图 法 分 类 号 ：TU375 文 献 标 志码 ：A 目前 ，我 国大型 水 电 站地 下 厂 房 吊车 梁 大 多采 用 岩 锚梁 结构 型式 ，这是 一 种钢筋 混凝 土 承力 结构 ，利用 一 定深 度 的注浆 长锚 杆将 混凝 土梁 体牢 牢锚 固于岩体 上 ，通 过长锚 杆 、岩壁 台 座和岩 石壁 面摩 擦力 将梁 体承 受 的荷 载传 递 到岩体 上 。 由于洞室 的 岩壁 极 不均 匀 ，且 岩体 弹性 模量 较大 ，使得 岩锚 梁结 构受 到 了较 大 的变 形约束 ，而 且岩 锚 梁 通 常采 用 水 化 放 热 量很 高 的 泵 送 混凝 土 ，加 之 其 施 工段 长 度 较 长 ，有 时 长 达 十 几 米 ，因此 防裂难 度很 大 。 实践表 明 ，岩锚 梁施 工期 时有 裂缝 出现 ，有些 裂缝 在 拆模 时 就有 ，而有 些则 在拆模 一 段 时间后 才 出现 ，影 响岩 锚梁 的观 瞻性 和耐 久性 、甚至 抗力 能力 ，成 为 目前 厂房 施工 中大 家 所 特 别 关 注 的 技 术 问题 之 一 。 为 此 ，本 文依 托某 岩锚 梁 工 程 ，从 温 控 防 裂 角度 出发 ，利 用有 限单元 法 ，对岩 锚 梁 典 型施 工 段 进 行 三 维 不稳 定 温度 场和应 力 场 的仿 真计 算 ，综合 分 析 水 管 冷 却 和 表 面保 温综 合措 施下 的温 控 防裂效 果 。 1 仿真计算基本理论 1．1 不 稳 定 温 度 场 在计 算域 R内任何 一 点 ，不稳 定 温 度场 T( ，Y r)须满 足热 传导 方程 = (等+ +窘)+O0 a (1) —— (—+—+—J+—— 【lJ ar 、a aya 式 中 ， 为 温度 ，℃ ；a为 导温 系数 ，m ／h；口为混 凝 土绝 热温 升 ，oC；Jr为 混凝 土龄 期 ，d。 利用 变分 原理 ，对 式 (1)采 用 空 间 域 离散 ，时 间域 差分 ，引入 初 始条件 和 边界 条件 后 ，可得 向后差 分 的温 度场 有 限元计 算递 推方 程 ，具 体 参考 文献 [6]。 混凝 土 内含冷 却 水 管 时 ，根椐 傅 立 叶热 传 导 定 律 和热 量平 衡条 件 ，求 解 水管 沿程 水温 的增 量 ，具 体 参考 文献 [6—7]。 1．2 应 力 场 混凝 土在 复杂 应力 状态 下 的应 变增 量包 括弹 性应 变增 量 、徐变 应变增 量 、温 度应 变增 量 、干缩 应 变 增 量 和 自生体 积应 变增 量 ，因此 有 ： {△8}={a占：}+{A ：}+{As：}+{A ：}+ {A ：} (2) 式 中 ，{a ：}为 弹性应 变增 量 ；{a占：}为徐变 应 变增 量；{a ：}为温度应变增量；{A8：}为干缩应变增 量；{ao：}为自生体积应变增量。 由物理 方程 、几 何方 程 和平 衡 方 程 可得 任 一 时段 At在 区域 R 上 的 有 限元 支 配 方 程 ，

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