一种混凝土坝横缝粘结强度控制方法

摘要

一种混凝土坝横缝粘结强度控制方法，涉及在混凝土坝的施工期对横缝开合度的控制及对横缝难以及时拉开的预防方法。本发明在现有技术的基础上，进一步考虑了横缝的粘结强度，通过制定相关指标、布设监测仪器并控制具体施工措施的方法，实现了对横缝粘结强度的控制。该种控制方法对施工过程中相关技术环节给出了动态监控的布置方案与监测数据的利用方法，以及具体的控制参数与控制手段，在方法的指导下可以保证接缝灌浆的准备条件及时到位。

主权项

1.一种混凝土坝横缝粘结强度控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)首先根据设计施工进度及施工规范制定控制指标，包括接缝灌浆设计时刻τ_g、规定最晚张开时刻τ_c和接缝灌浆最小要求开度W_g，并按下式对设计混凝土龄期与温度的关系曲线进行校核：$W\left({\tau }_g\right)=L_1{\int }_{{\tau }_0}^{{\tau }_g}{\alpha }_1\left(\tau \right)\frac{{\mathrm{dT}}_1\left(\tau \right)}{\mathrm{d\tau }}\mathrm{d\tau }+L_2{\int }_{{\tau }_0}^{{\tau }_g}{\alpha }_2\left(\tau \right)\frac{{\mathrm{dT}}_2\left(\tau \right)}{\mathrm{d\tau }}\mathrm{d\tau }---\left(a\right)$上式中，τ代表龄期，τ₀代表横缝形成时刻龄期，W代表横缝开合度，W(τ_g)代表τ_g时刻的横缝开合度，α₁(τ)和α₂(τ)分别代表先浇和后浇混凝土仓的线膨胀系数，T₁(τ)和T₂(τ)分别代表先浇和后浇混凝土仓的温度，L₁和L₂分别代表先浇和后浇混凝土仓的宽度；若W(τ_g)≥W_g，则说明原设计的关系曲线不能满足要求，应重新制定混凝土龄期与温度的关系曲线，并按式(a)校核；若W(τ_g)＜W_g，则按照下式(b)计算最大允许粘结强度σ_max：${\sigma }_{\max }={\int }_{{\tau }_0}^{{\tau }_c}-E_1\left(\tau \right){\alpha }_1\left(\tau \right)\frac{{\mathrm{dT}}_1\left(\tau \right)}{\mathrm{d\tau }}\mathrm{d\tau }+{\int }_{{\tau }_0}^{{\tau }_c}-E_2\left(\tau \right){\alpha }_2\left(\tau \right)\frac{{\mathrm{dT}}_2\left(\tau \right)}{\mathrm{d\tau }}\mathrm{d\tau }---\left(b\right)$式中，E₁(τ)和E₂(τ)分别代表先浇和后浇混凝土仓的弹性模量；上述参数E₁(τ)、E₂(τ)、α₁(τ)和α₂(τ)在设计阶段通过实验方式获得，T₁(τ)、T₂(τ)通过设计混凝土龄期与温度的关系曲线获得；2)进行与坝体材料一致的新旧混凝土粘结试件的拉伸试验，针对不同的缝面冲毛程度的试验获得一组冲毛程度与抗拉伸强度的对应关系，其中，缝面冲毛程度以粘结缝面的凹凸程度衡量；3)施工期间，在每个灌区(13)或间隔1个灌区的横缝(1)上至少布置一支横缝测缝计(9)，并配合在相同高程的混凝土仓内布置数字温度计(10)；4)控制先浇仓暴露横缝面的冲毛程度k：保证k＜k_max，k_max表示试验中最大允许粘结强度σ_max所对应的冲毛程度；5)控制先浇仓与暴露横缝面的温度：对暴露横缝面覆盖保温模板(12)，并在一期冷却结束后的暴露期间内，保证先浇仓的混凝土温度维持在一期冷却目标温度上下不超过1℃的范围内；6)控制混凝土的降温速度：通过数字温度计(10)对混凝土温度实时监控，保证中期或二期冷却过程中降温速度在0～0.5℃/d范围之内；7)设实际施工中横缝面冲毛程度k_c所对应的试验抗拉伸强度为σ_c，通过下式(c)计算横缝面的张拉强度σ(τ_a)：式中，τ_a代表当前实际时刻，和分别代表实际监测的先浇和后浇仓的混凝土温度值；当横缝尚未张开时，比较σ(τ_a)与σ_c的大小：i)若σ(τ_a)＜σ_c且τ_a＜τ_c，则表示处于正常现象；ii)若σ(τ_a)＜σ_c且τ_a≥τ_c，则表示横缝拉开晚，应立即采取局部缝面有压力通水或缝面局部超冷措施的一种或两种，以促使横缝张开；iii)若σ(τ_a)≥σ_c，则表示局部横缝粘结强度较大，应加大冷却通水流量，提高混凝土降温速度，但不应超过步骤6)中的要求；若无效，则应采取局部缝面有压力通水和缝面局部超冷措施中的一种或两种，以促使横缝张开。