【技术实现步骤摘要】
圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法及系统
[0001]本专利技术属于衬砌结构混凝土温度裂缝控制
,具体涉及圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法及系统。
技术介绍
[0002]圆弧形断面衬砌结构(图1),在水利水电、铁路、军工、市政等工程中广泛采用。由于结构厚度远小于平面尺寸(长度、宽度),一般都属于极强约束区混凝土,在温差作用下容易产生温度裂缝。如三峡水利枢纽右岸地下水电站发电引水洞和溪洛渡水电站发电引水洞,在施工期发生沿腰线水平发展的贯穿性温度裂缝,后期处理,影响工程进度和造价,甚至影响钢筋锈蚀和结构寿命。
[0003]定义:衬砌混凝土浇筑后水化热温升、温降全过程内部与表面温度差的最大值,称为最大内表温差,记作ΔT
max
。定义:衬砌结构混凝土浇筑后,在水化热温升、温降全过程能够承受的内部温度与表面温度的最大差值,称为容许内表温差,记作
[0004]【ΔT
nb
】。这里定义“内表温差(包括容许内表温差)”作为衬砌结构混凝土温度裂缝控制的指标,而不是沿用大体积混凝土的“内外温差(及其容许内外温差)”,是因为衬砌结构的厚度小,温升温降快,“内表温差”能够更直接反映厚度方向表面(几何、时间)温度梯度,以及早期温降表面温度梯度产生表面温度裂缝的可能性。早期温降,内表温差越大,表面温度梯度和拉应力越大,越容易产生表面温度裂缝。因此,控制早期表面裂缝就是要把内表温差控制在允许值范围。
[0005]衬砌结构厚度小,表面散热快,温升温降迅速,在较短时间内即 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,收集圆弧形断面衬砌结构混凝土温度裂缝控制有关资料;步骤2,实时收集现场浇筑圆弧形断面衬砌混凝土温控资料,监测温控数据;步骤3,根据步骤1~2确定各参数,代入下列公式1中实时计算圆弧形断面衬砌混凝土内表温差控制值Ф:Ф=0.012E+0.36C
×
D+0.12T
a
+0.04α
×
C
×
D
‑
0.2T0‑
0.1T
g
‑
0.14m
×
T
a
+0.003S
b
‑
0.19H
×
C
×
D+0.14H
×
T0‑
0.04H
×
T
g
+0.007T0×
T
g
‑
0.002C
×
H
×
T0×
D
‑
12.36H/(2πR)(公式1)式中:D为混凝土坍落度;m为混凝土表面保温系数;H为衬砌结构混凝土厚度;R为圆形衬砌结构内半径;C为衬砌结构混凝土90d设计龄期强度等级;E为围岩变形模量;T
a
为衬砌结构混凝土浇筑期环境气温值;T0为衬砌混凝土浇筑温度;α为硅粉掺量;t
m
为硅粉衬砌混凝土拆模时间;S
b
为反映不同养护方式混凝土表面热量对流系数;T
g
表示温度效应值;步骤4,基于内表温差控制值Ф,实时分析、优化调整现场施工圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制措施。2.根据权利要求1所述的圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法,其特征在于:其中,在步骤3中,混凝土表面保温系数m的取值由如下公式2计算:m=m1×
m
2 (公式2)式中:m1为混凝土浇筑模板保温系数,采用钢模台车浇筑时取m1=1.0,采用木模板浇筑时取m1=1.1;m2为拆除模板后表面覆盖保温系数,对于圆形断面衬砌取值分为以下情况:1)无覆盖保温措施,m2=1.0;2)喷泡沫层,m2=1.2。3.根据权利要求1所述的圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法,其特征在于:其中,在步骤4中,具体分为以下3种情况进行实时控制措施优化:(1)
‑
1.0℃≤Ф≤0.2℃情况,则当前施工措施方案是合适的,继续采用;(2)Ф小于
‑
1.0℃情况,则可以适当放宽当前施工温控措施,对于采用常温水通水冷却情况可以取消通水冷却,对于采用制冷水通水冷却情况可以采用常温水;(3)Ф大于0.2℃情况,应加强施工温控措施,对于夏季浇筑衬砌混凝土应加强通水冷却,对于冬季浇筑混凝土应喷1.5cm厚度泡沫保温;上述(2)、(3)情况,还需要由公式1复核计算调整施工温控措施后的Ф值,使其满足
‑
1.0℃≤Ф≤0.2℃,最终确定优化实时控制措施。4.根据权利要求1所述的圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法,其特征在于:其中,在步骤2中,温控资料和监测数据包括:衬砌混凝土浇筑开始和结束时间;衬砌结构混凝土板厚度、圆形衬砌结构内半径;混凝土强度等级、坍落度;围岩变形模量;浇筑期环境气温;粉煤灰掺量;混凝土浇筑温度;通水和不通水冷却情况及其水温;混凝土浇筑模板拆除龄期;混凝土的保温养护方式。5.根据权利要求1所述的圆弧形断面衬砌混凝土内表温差实时控制方法,其特征在于:其中,在步骤1中,平面衬砌结构混凝土相关资料包括:工程概况...
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