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大体积混凝土施工期温度应力若干问题研究

薛城  
【摘要】:温度应力是引起大体积混凝土结构开裂的主要因素。据统计,大体积混凝土结构温控防裂费用约为工程造价的3%,而处理裂缝的费用达到5%—10%,还有可能影响工期,造成更大的损失。由此可见,对于大体积混凝土,进行混凝土温度应力研究从而采取有效的温控防裂设计具有十分重要的工程意义。 本文以工程项目为依托,研究了不同材料(包括碾压混凝土、常态混凝土和高强混凝土)以及不同结构型式(重力坝、高拱坝和U型渡槽)的大体积混凝土温度应力中若干关键性技术问题。主要工作内容有: (1)基础垫层混凝土作为薄层大体积混凝土结构,温控防裂难度大。利用混凝土实测温度资料,本文通过反演修正了材料的主要热学参数,仿真分析了龙华口基础垫层的裂缝成因:垫层常态混凝土浇筑在夏季高温季节,混凝土内部最高温度峰值达到45℃,浇筑后温度下降较快,在基岩强约束作用下,产生较大的温度应力;加上固结灌浆时增加的拉应力,引起垫层混凝土的开裂。 (2)结合龙华口碾压混凝土重力坝工期延长及夏季高温浇筑问题,通过三维仿真分析,研究了施工进度和表面保温对大坝混凝土温度应力的影响规律,并在此基础上提出了温度控制措施和要求。可为中小型水利工程温控防裂问题提供参考。 (3)高拱坝的温控防裂要求高但难度也大。混凝土骨料预冷是大体积混凝土温控防裂主要工程措施之一,本文结合溪洛渡高拱坝,仿真研究了混凝土骨料预冷对其下部老混凝土的“冷击”作用规律,为高拱坝温控防裂措施提供参考依据。 (4)渡槽槽身可视为“薄壁大体积混凝土结构”,受外界气温变化、绝热温升、入仓温度、蒸汽养护制度等影响,混凝土在短时间内温度变化剧烈,可能产生较大的温度应力。通过对南水北调中线沙河渡槽施工期温度场和应力场仿真分析,研究了蒸养制度对沙河渡槽高强混凝土温度应力的影响规律,为沙河渡槽工程的温度控制及防裂设计提供依据。


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