文档介绍：碾压混凝土拱坝的温度控制与接缝设计
碾压混凝土拱坝的温度控制与接缝设计
摘要:随着社会的发展与进步,重视碾压混凝土拱坝的温度控制与接缝设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍碾压混凝土拱坝的温度控制与接缝设计的有关内容。
关键词混凝土;碾压;拱坝;温度;控制;接缝;设计;
中图分类号: TU37文献标识码:A 文章编号:
引言
目前我国是世界上修建拱坝最多的国家,已建和在建的坝高90m以上的拱坝有14座。已建成的最高重力拱坝龙羊峡大坝,坝高178m;最高双曲拱坝二滩大坝,坝高240m;最高空腹重力拱坝凤滩坝,;沙牌大坝是世界上最高的碾压混凝土拱坝。但混凝土作为一种脆性材料,抗拉性能极低,使得混凝土结构的水利工程极易出现拉应力裂缝。裂缝的存在和扩展会导致渗漏、混凝土的碳化、持久性降低等,甚至危害水利工程建筑的正常运转,缩短建筑物的使用寿命。尤其像混凝土拱坝这种体积较大而坝身又较薄的混凝土结构,裂缝的影响更为严重。为保证坝体安全和正常工作,做好裂缝的分析和防护工作是极其必要。
一、裂缝形成的原因
混凝土本身性能混凝土为脆性材料,抗压但不抗拉,抗拉强度只有抗压强度的十分之一左右。抗拉变形能力很小,短期加载时的极限拉伸变形只有(~)×10-4,约相当于温度降低6~10℃的变形;长期加载时的极限拉伸变形只有(~)×10-4。而拱坝通常是不配钢筋的,或只在表面配置少量钢筋,与结构的巨大断面相比,含钢率是极低的,若出现了拉应力,只能依靠混凝土本身来承担。正因为如此,在许多水工结构的设计中,通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力(如重力坝)。但拱坝的结构受力特点决定其不可避免的存在拉应力,而且往往较大,引起混凝土的不利变形。
温度应力影响大体积混凝土自浇筑开始,由于水泥水化热作用,混凝土内部5~8 天升到最高温度,尤其是低温季节内外温差较大,会在表面产生较大的温度压力。温度应力对水工中的大体积混凝土结构来说一直是很重要的。当变形受到约束时,温度变化所引起的应力常可能超过外部荷载引起的应力。有时,仅温度变化就可能形成贯穿性裂缝,进而导致渗漏、结构整体性下降、承载力和混凝土的耐久性降低等不利影响。拱坝为高度超静定结构,且一般比较单薄,对外界气温和水温变化比较敏感,坝内温度变化也比较大。除了坝顶为自由界面外,其它三方面又都受到基岩的约束,温度变形受到的外界约束比较大。因此在拱坝内可能出现较大的温度压力。温度应力也成为拱坝的主要应力之一,是引起拉应力和拱坝裂缝的重原因。坝块浇筑层间歇时间不当。为减小温度应力,坝体混凝土浇筑一般均为薄层浇筑。此时混凝土表面散热快,若浇筑一块后长期停歇,混凝土由于逐步降温开始出现拉应力,再遇上气温骤变,在表面保温不良的情况下,很容易出现裂缝。但层间间歇也不宜过短,过短混凝土水化热不能及时散失,也会引起很大的温度应力。
二、温度控制
实际工程中拱坝坝体裂缝大都是施工期温度拉应力引起的。防止这些裂缝,主要依靠施工期的温度控制。①改进施工工艺,降低混凝土的内部温升,减少基础温差、内外温差。严格控制混凝土温度是减少拉应力、防止裂缝的最重要措施。常采取的方法包括:坝体分区使用水泥,减少单位水泥用量;通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等方法降低混凝