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关于水闸混凝土中的温控设计和施工控制的探讨 　　摘要：水闸在水利设施建设过程中应用十分普遍。工程施工中温度裂缝，作为影响水闸质量的一大难题，目前尚无有效的解决方法。为解决这一难题，本文从水闸混凝土温度控制问题的分析入手，对水闸混凝土施工过程中的温控方法和施工控制措施进行了简要探究。 　　Abstract: The application of water gate is very common in the construction of water conservancy facilities. Construction temperature cracks, as a major problem influencing the quality of locks, there is no effective solution to it at present. Started from the analysis of gate concrete temperature control, the paper made a brief study on temperature control methods and construction control measures in the process of construction. 　　关键词：水闸混凝土；温度裂缝；温控设计；施工控制 　　Key words: sluice concrete；temperature crack；temperature control design；construction control 　　中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0064-01 　　 　　1水闸裂缝成因分析 　　1.1 水闸底板裂缝成因分析混凝土浇筑后，水泥发生水化反应，释放出大量的热量。底板上表面和四周与大气接触，部分热量通过对流散失到大气中；与此同时，底板底面与温度较低的地基接触，部分热量通过热传导散失到地基中；但由于混凝土导热性能较差，大量的水化热量仍积贮在混凝土内部。因此在早期，底板四周温度较低，内部温度相对较高，混凝土表面与内部存在温度差异。与温度分布规律相对应，底板表面承受拉应力，而混凝土内部则承受压应力。混凝土早期抗拉强度数值不大且可靠性较差，因此，混凝土底板很可能从表面开裂。 　　1.2 水闸闸墩裂缝成因析在早期，闸墩的温度分布规律与底板类似，均呈现出“外冷内热”的温度分布规律，顺水流方向的拉膻力较大，且最大的拉应力出现在闸墩中心处或是闸槽等结构较薄弱处。在后期，闸墩内部的温降收缩变形受到底板的强约束作用，闸墩中出现了较大的顺水流方向的拉应力。若此时闸墩开裂，尽管裂缝也出现在闸墩中心处或是闸门槽等结构较薄弱处，但相对于早期来讲，裂缝的位置要相对低一点。究其原因，早期开裂的原因在于内外温差，闸墩中心处的内外温差较大，因此，闸墩中心处的拉应力也最大，开裂的可能性也最大。而在后期，开裂的位置相对低一点。一般在底板以上1/3左右的位置。 　　2水闸温控动态控制的原理 　　2.1 资料收集和仿真计算为避免温控设计出现偏差，首先应尽量进行精确的工程数据采集，通过现场实测及室内试验收集包括气温资料、水泥特性资料、地质及混凝土骨料热工参数和力学性能指标参数等计算数据。结合具体的工程条件和工程数据，采用有限元仿真算法计算出由于基础温差、内外温差、上下层温差引起的混凝土拉应力，确定相应的允许温差上限值。 　　有限元仿真计算以固体热传导方程为混凝土的热工原理，考虑浇筑块体的初始条件和边界条件，结合力学试验及现场实测数据采用先进的有限单元法离散混凝土浇筑体进行。计算过程考虑施工中拟采取的各种温控措施及随时问变化的环境因素，模拟混凝土浇筑后50d龄期内的温度变化过程。 　　2.2 温控方案的设计①使用微膨胀水泥以提高凝土的抗裂性。②掺加高效减水剂及优质粉煤灰以减少水泥水化热和混凝土硬化后的于缩变形。③通水冷却骨料，加冰拌合混凝土以降低混凝土出机口温度，减小运输距离以降低混凝土运输途中的温度损失。④选择合理的浇筑次序，加快浇筑速度，对处于基础约束区的混凝土，尽可能缩短新浇混凝土和已浇混凝土之间的时间间隔，分层浇筑混凝土。⑤埋设水管通水冷却混凝土以控制水化热温升及内外温差。⑥闸墩设置后浇带减小温度应力。⑦加强混凝土后期养护，避免气温骤变造成表面裂缝。 　　2.3 施工动态的控制工程前期应严格按照施工方案进行，做到精心施工、精心养护，然后经现场实测得到混凝土温度变化资料；通过对比仿真计算结果和已浇筑结构的温度及应力实测结果，分析二者的拟合度，若拟合较好则说明预设方案是经济合理的；否则应分析其原因，根据各温控措施所占权重