复杂施工过程中碾压混凝土冷却水管移位与损坏分析及应用.pdf
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1、水利水电技术第 4 7卷2 0 1 6年第 1期 复杂施工过程 中碾压 混凝土冷却水 管移位与 损坏分 析及应 用 沈扬 ,钟登华 ,李明超 ( 1 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津3 0 0 0 7 2; 2 长江三峡技术经济发展有限公司,北京 1 0 0 0 3 8 ) 摘要 :冷却水管在碾压混凝土施工中极易受到破坏 ,通过 系统分析复杂施工过程 中碾压混凝土冷却 水管损坏与位移 ,归纳总结 了在施工过程 中可能造成冷却水管破坏的风险因素。将这些因素通过不 同 工况进行分析 ,计算得 出冷却水管损坏与移位情况。将研究所用方法应用于实际工程 ,通过计算分析 冷却水管的位移及
2、最大压应力,为冷却水管的定位铺设和外观保护提供 了理论参考。 关键词:冷却水管;碾压混凝土施工;损坏与移位 ;力学分析 d o i :1 0 1 3 9 2 8 j c n k i w r a h e 2 0 1 6 O 1 0 0 9 中图分类号 :T V 5 4 4 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 0 - 0 8 6 0 ( 2 0 1 6 ) 0 1 - 0 0 4 1 0 5 Ana l y s i s o n d i s pl a c e m e nt a nd da m a g e o f RCC wa t e r - c o o l i ng pi pe du r i
3、ng c o mpl i c a t e d c on s t r uc t i o n a nd i t s a ppl i c a t i o n S HEN Ya ng , ZHONG De ng h ua , LI Mi ng c h a o ( 1 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f H y d r a u l i c E n g i n e e ri n g S i m u l a t i o n a n d S a f e t y ,T i a n j i n U n i v e r s i t y ,T i 州 i n 3 0 0 0
4、 7 2 ,C h i n a ; 2 Y a n g t z e T h r e e G o r g e s T e c h n o l o g y E c o n o m y D e v e l o p m e n t C o ,L t d ,B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ,C h i n a ) Ab s t r a c t : As t h e w a t e r - c o o l i n g p i p e i s p r o n e t O b e d a ma g e d d u rin g RC C c o n s t r u c t i o n,t h
5、 e ri s k f a c t o rs t h o s e p o s s i b l y c a u s i n g t h e d a ma g e o f t h e c o o l i n g wa t e r p i p e d u ri n g t h e c o n s t ruc t i o n a r e s u mma r i z e d h e r e i n t h r o u g h a s y s t e ma t i c a l a n a l y s i s ma d e o n b o t h t h e d a ma g e a n d d i s p
6、 l a c e me n t o f t h e RCC c o o l i n g w a t e r p i p e d u r i n g t h e c o mp l i c a t e d c o n s t ruc t i o n,an d t h e n t h e d a ma g e a n d d i s p l a c e m e n t o f t h e c o o l i n g w a t e r p i p e a r e c a l c u l a t e d a s w e l 1 A p p l i e d t h e s t u d y r e s u
7、lt t o the a c t u al p r o j e c t ,s o m e the o r e t i c al r e f e r e n c e s f o r p o s i t i o n i n g a n d p l a c i n g t h e c o o l i n g wa t e r p i p e a s we l l a s t h e p r o t e c t i o n o f i t s a p p e a r a n c e a r e p r o v i d e d t h rou g h t h e c alc u l a t i o n
8、a n d an aly s i s ma d e o n t h e d i s p l a c e me n t a n d t h e m i mu m c o mp r e s s i v e s t r e s s Ke y wo r d s:w a t e r c o o l i n g p i p e ;R CC c o n s t ruc t i o n;d i s p l a c e me n t a n d d a ma g e;me c h a n i c al a n aly s i s 1 研究背景 碾压混凝土 由于水泥用 量大大减少 、绝 热温升 较低 ,其温度控制
9、问题开始并未得到足够重视。后 来 经研究发现碾压混凝土 由于大量掺用 粉煤灰 ,水 化热散发延迟 ,而碾压混凝 土上升速度快 ,使施工 过程 中层面散 热不够 ,混凝 土 内部温度仍较 高 ,后 期 降温幅度大 j ,且 在实 际工程 中,一 些早期 的 碾压混凝土坝也 出现 了较 多裂缝 。因此 ,目前采用 预埋冷却水管 的方法进行碾 压混凝土温度控制 ,已 Wa te rRe s o u r c e s a n dHy d r o p o we r En g i n e e r i n g V o 1 4 7 No I 得到广泛应 用 。然而 ,与常态混凝土相 比 ,在碾 压混凝 土施工
10、过程 中冷却水 管的铺设精度 和完好性 往往难以保证。 针对这些问题 ,研究人员从 优化温 控方案 、改 收稿 日期 :2 0 1 4 0 3 2 0 基金项 目:国家重点基础研究发展 “ 9 7 3 ” 计划 ( 2 0 1 3 C B 0 3 5 9 0 4) ;国家 创新研究群体科学基金( 5 1 0 2 1 0 0 4 ) ;教育部新世纪优秀人 才计划 ( N C E T 一 1 2 0 4 o 4 ) 。 作者简介 :沈扬 ( 1 9 8 4 一),男 ,工程 师。 4 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 沈扬, 等复杂施工过程中碾压混凝土冷却水管移位
11、与损坏分析及应用 进施工工艺等不 同角度来试 图解决 。例如 ,朱岳 明 和张建斌 结合某大坝碾压混凝 土施 工 ,仿真分析 了冷却水管 温控措施对大坝高温期连续施工 时温度 场的控制性作 用 ;X i e和 C h e n 通 过计算分析不 同 冷却水管布置方案对碾压混凝土拱坝温度分布 的影 响 ,确定 了合理 的设计方案 ;张 国新 等 对蓄水前 的碾压混凝土拱 坝封拱温度进行 了仿 真分析 ,表 明 通水冷却能够有效减小 运行期 的温度 荷载。在施工 工艺方面 ,方波浪和苗卉 7 3 分析 了冷却水管在龙滩 碾压混凝土重力 坝施工 中易产生的问题 ;戴波 和程 纲 为针对 冷却水管易在施
12、工 中受到破坏 而失去作 用 ,并在铺设 过程 中延 长 了层 面覆盖 时间 的问题 , 提 出采取延后 4 8 h通水冷却的措施 。总的来说 ,目 前 的措施虽 然对冷却 水管 的保 护起 到 了一定 作用 , 但 目前问题仍然很严重。例如某工程碾压混凝 土坝 段施工 ,埋设冷却水管 3 7 2组 ,固结灌浆后统计完 好 的水管仅剩余 1 8 1组 ( 完好率 4 8 7 ) ,8 1组完 全堵死失效 ( 堵塞率 2 1 8 ) 。 为 了有效地降低碾压混凝 土施工过程 中冷却水 管损坏与移位的风险 ,本 文首先通过 系统分 析可能 导致冷却水管破坏的因素并进行分类 ,进 而针对 其 关键
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