泵站进水流道混凝土施工期温控防裂研究.pdf
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1、第 6期 2 0 1 2年 1 2月 水利水运工程学报 HY DRO- S CI E NCE AND E NG 姗E R叮 G No 6 De c 2 01 2 泵站进水流道混凝土施工期温控 防裂研究 陆银军 ,曹邱林 ,张 扬 ,陈 蕾 ,马永法 ( 1 江苏省水利勘测设计研究院有限公司, 江苏 扬州 2 2 5 0 0 9 ; 2 扬州大学 水利科学与工程学院, 江苏 扬州 2 2 5 0 0 9 ) 摘 要 : 大型泵站流道部分结构复杂且厚薄不均, 其施工期混凝土开裂问题尤为突出 结合南水北调洪泽泵站工 程 , 借助于有限单元法 , 对高温季节浇筑的泵站肘形进水流道混凝土施工期的温度场及
2、应力场进行了动态仿 真, 在分析进水流道的易裂部位和开裂机理的基础上 , 提出有效防裂措施, 包括控制浇筑温度在 2 8 以内, 同时 采用塑料管冷却及拆模后的表面保温措施 现场实际施工结果表明: 仿真结果合理、 防裂方法有效可行 关键词 : 泵站; 肘形进水流道; 温控防裂 ; 数值模拟 中图分类号 : T V 6 7 5 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 9 6 4 0 X ( 2 0 1 2 ) 0 6 一 ( X ) 7 1 0 4 泵站承担着农田灌溉 、 城市供水 、 跨 区域调水及区域排涝等多项重要任务 我国 目前拥有 的泵站达 5 0万 座 , 居世界首位 根据近年湖
3、北省 4 1座大型泵站的调查结果 , 约 6 0 的泵站存在流道裂缝 J , 江苏和山东 两省在建和 已建的泵站流道 中也发现了很多裂缝 J 流道裂缝的存在和发展 , 不仅影 响泵站结构的外观 、 削 弱其承载力 , 还会带来渗漏 、 钢筋锈蚀 、 保护层剥落 、 混凝 土碳化加快等一系列问题 J 因此 , 如何 防止此类 结构裂缝 的形成和发展成为建设 、 设计 和施工方都极为关注的问题 , 也是多年来学术界研究的热点 本文结合南水北调洪泽站工程 , 借助于有限单元法 , 对复杂泵站结构进行建模 , 并精 确模拟进水流道 分块 、 分层施工过程 , 研究在当地气温 、 混凝土性能 、 自生体
4、积变形 、 地基材料体特性、 当地地下水温等因素的 影响下, 泵站肘形进水流道混凝土在施工期温度场和应力场 的变化规律 , 提出合理、 可行 的温控手段 以降低 温度峰值 、 减小内外温差 、 控制温降速率 、 减小高温天气及材料性能的不利影响 , 预防高温期施工条件下进水 流 道裂 缝 的产 生 1 泵站结构基本资料 洪泽泵站布置在洪泽湖大堤后 , 下部为块基型结构 , 上部为排架结构 , 站内共 5台机组 , 其进水流道采用 肘形结构 底板分为 2块 : 两孑 L 一联与三孔一联 , 已于 2 0 1 1年 6月初全部浇筑完毕 进水流道初步拟定在 7 8月高温季节浇筑 本文以三孔一联机组段
5、为研究对象 , 模拟进水流道混凝土温度场及应力场在施工期动态 变化的过程 根据当地多年平均气温资料, 计算时日 均气温拟合为 ( t ) = 1 4 4 + 1 5 4 c o s l ( t 一 6 8 ) J , 0 其 中 : t 为 月份 泵站主体结构采用 C 2 5混凝土浇筑 , 地基为土基 , C 2 5混凝土的导温系数为 0 0 0 5 1 7 m h , 导热系数为 7 5 3 k J ( m h ) , 热线胀系数为 9 5 1 0 c 【 =, 弹性模量 为 3 5 G P a , 绝热温升表 达式 0 :4 9 0 ( 1 一 e x p ( 一 0 3 6 7 x T
6、) ) o C 三联孑 L 底板 已在 2 0 1 1年 6月 1 1日浇筑完毕 , 进水流道芯墙混凝土于 6月下旬浇筑完毕 , 进水流道其他 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 5 0 9 基金 项 目: 江苏省高校 自然科学研究项 目( 1 0 K J D 5 7 0 0 1 ) ; 江苏 省 自然科 学基金面上项 目( S B K 2 0 1 1 2 3 2 6 4 ) 作者简 介 : 陆银军 ( 1 9 7 2 一 ) , 男 , 江苏扬 州人 , 高级工程师 , 主要从事水利工程 的设计 E ma i l : 3 8 5 9 8 8 3 2 2 q q t o m 通信作者:曹邱林
7、( E m a i l : c q l s h y 1 6 3 C O rn) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 4 水 利 水 运 工 程 学 报 2 0 1 2年 1 2月 S c i e n t i fi c R e s e a r c h I n s t i t u t e , 2 0 0 8 , 2 5 ( 6 ) : l t 0 1 1 2 ( i n C h i n e s e ) ) 3 张平 南水北调东线万年闸泵站混
8、凝土温控防裂措施 J 南水 北调与水利科技 , 2 0 0 8 , 6 ( 1 ) : 2 7 1 - 2 7 3 , 2 7 6 ( Z H A N G P i n g T h e c 0 n c r e t e t e mp e r a t u r e c o n t r o l a n d c r a c k i n g p r e v e n t i o n o f t h e W an n i a n z h a p u mp s t a t i o n i n t h e S o u t h t o No r t h W a t e r D i v e r s i o n P r
9、o j e c t J S o u t h - t o N o rt h Wa t e r D i v e r s i o n a n d Wa t e r S c i e n c e& T e c h n o l o g y , 2 0 0 8 , 6( 1 ) : 2 7 1 - 2 7 3 ,2 7 6 ( i n C h i n e s e ) ) 4 王铁梦工程结构裂缝控制 M 北京:中国建筑工业出版社 ,1 9 9 7 ( WA N G T i e me n g C r a c k c o n t r o l o f e n g i n e e r i n g s t r u c
10、t u r e M B e i j i n g : C h i n a A r c h i t e c t u r e& B u i l d i n g P r e s s ,1 9 9 7 ( i n C h i n e s e ) ) 5 朱伯芳大体积混凝土温度应力与温度控制 M 北京:中国电力出版社,1 9 9 9 ( Z H U B o f a n g T e m p e r a t u r e s t r e s s a n d c o n t r o l o f m a s s c o n c r e t e M B e r i n g :C h i n a E l e c t r
11、i c P o w e r P r e s s ,1 9 9 9 ( i n C h i n e s e ) ) 6 张国新 , 罗健鱼简河 R C C拱坝的温度应力仿真分析及温控措施研究 J 水利水电技术, 2 0 0 5 ( 5 ) : 2 6 2 9 ( Z H A N G G u o x i n L U O J i a n S i m u l a t i o n a n d s t u d y o n t h e r ma l s t r e s s a n d t e m p e r a t u r e c o n t r o l me a s u r e s f o r Y u j
12、 i a n h e R C C a r c h d a m J Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g , 2 0 0 5 ( 5 ) : 2 6 2 9 ( i n C h i n e s e ) ) 7 李听鹏大体积混凝土裂缝控制 J 施工技术, 2 0 1 1 ( 增刊 1 ) : 5 2 - 5 3 ( L I X i n p e n g C r a c k c o n t r o l o f m a s s c o n c r e t e J C o n s t ruc t
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