工况1成果分析：混凝土徐变系数研究及应用于防裂方法

工况1具体温控措施:约束区和非约束区的浇筑温度均控制在3.0～14.0℃。在每层浇筑完成后7d内,考虑昼夜温差的影响。仓面覆盖一层塑料膜+一层土工膜(一布一膜形式)+2cm厚草袋,约束区覆盖4d(施工间歇期),非约束区覆盖7d(施工间歇期)。上下游面钢模板在(本坐标系)Z＜3m外贴4cm厚聚乙烯苯板,Z≥3m外贴3cm厚聚乙烯苯板。坝体右岸面钢模板外贴3cm厚聚乙烯苯板。覆盖到日均温度高于5.0℃的时候,且覆盖时间约为500d。

图6.26～图6.40为典型点的温度历时曲线和应力历时曲线。图6.41～图6.50为各剖面温度及应力等值线。

图6.26　坝高1.5m水平截面特征点短期温度历时曲线

图6.27　坝高1.5m水平截面典型点长期温度历时曲线

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图6.44　坝段第200天剖面z=30m处σ1等值线

图6.45　坝段第200天剖面x=12m处温度等值线

图6.46　坝段第200天剖面x=12m处σ1等值线

图6.47　坝段第511天剖面y=10m处温度等值线

图6.48　坝段第511天剖面y=10m处σ1等值线

图6.49　坝段第500天剖面x=12m处温度等值线

图6.50　坝段第500天剖面x=12m处σ1等值线

结果分析:

(1)在保温设施的作用下,坝体表面点受气温及昼夜温差影响甚微。上游、下游、右岸表面点在间歇期第3天水化热温升达到峰值,最高温度出现在C25混凝土仓面中心(特征点16),最高温度达到36.54℃(夏季浇筑),水化热最大温升22.54℃,与工况1相比,浇筑温度降低了5.85℃,仓面中心最高温度降低了1.66℃,仓面中心最大温升上升了4.0℃左右,施工间歇期很短(4d),上层混凝土浇筑后,受上层混凝土水化热温升影响,下层的仓面点变为内部点,温度继续上升,大约在20d温度上升到最高,与试算工况相比,由于表面保温的作用,温度达到峰值的时间延缓了3d左右。夏季浇筑强约束区,由于间歇期短,浇筑层之间的约束很小,虽然温升较大,但是并未产生很大的拉应力,C25混凝土仓面中心能够满足安全系数为1.8的抗拉强度要求。

建基面的第一层混凝土地基的约束很大,在浇筑完毕后的间歇初期,表面的应力与仓面中心的应力同时表现为微小的压应力,范围在0.01～0.10MPa。随着上层混凝土的浇筑,内部温度逐渐升高,压应力逐渐转变为拉应力,在380d龄期左右,上、下游表面点(特征点4、特征点3)拉应力分别达到了2.21MPa、2.50MPa,而同时刻的安全系数为1.8的抗拉强度为1.85MPa,可见,下游表面点略微超出了安全系数为1.8的抗拉强度。

(2)在坝体的左侧部位,靠近左岸地基处分别设置了3个不同高程的仓面特征点:特征点2(第一层混凝土仓面点)、特征点11和特征点12(坝高26.3m处的仓面点)。其中,最高温度(特征点12)达到35.40℃,水化热温升大约21.40℃。由于仓面保温措施的施加,在浇筑后初期较好地削减了受气温影响而产生的拉应力,很好地保证了坝体左侧靠近地基处的混凝土满足安全系数为1.8的抗拉强度。

(3)坝体的非约束区:无论是在表面点(特征点18、特征点19、特征点20)还是仓面内部点(特征点21),拉应力安全系数为1.6。

综上所述,约束区,由于施加了保温措施,对浇筑后早期的表面拉应力的控制起了很好的作用。但是增加表面保温后水化热温度峰值也将增加,则后期拉应力势必要变大,部分表面位置(特征点3)的安全系数无法达到1.8。所以通水冷却必须与表面保温配合使用,并且要在强约束区增强保温措施。非约束区,由于拉应力具有较大的安全裕度,所以考虑在以后的工况中,浇筑温度的上限不再控制为14.0℃,而是采用自然浇筑温度(环境温度基础上加3℃)。