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碾压混凝土坝温度应力控制措施 　　摘 要：本文就总结了碾压混凝土重力坝、拱坝的分缝方式，采用微膨胀混凝土、提高材料抗裂性能等碾压混凝土坝的温控防裂措施。 　　关键词：碾压混凝土拱坝 温度应力控制 　　1碾压混凝土坝温度与应力的特点 　　1.1 材料性质的影响 　　 影响温度控制的材料参数主要有以下几种：绝热温升、线膨胀系数、弹性模量、徐变量和极限拉伸值。这几种参数中，线膨胀系数和弹性模量主要取决于混凝土原材料，即砂石料和水泥，与施工方法关系不大。因此，本文主要比较在碾压和常态混凝土存在明显区别、又对温度应力有较大影响的几个参数。 　　（1）绝热温升 　　 混凝土的发热量，主要由水泥水化热引起，虽然粉煤灰在水化过程中也会发热，但其发热量远小于水泥。碾压混凝土的水泥用量较常态混凝土小，因此绝热温升低于常态混凝土。用时由于碾压混凝土中粉煤灰掺量大，而粉煤灰有延迟发热的特点， 　　因此，碾压混凝土的水化热温升速度慢，后期温升大，部分RCC 混凝土坝曾观测到混凝土浇筑3 个月后仍在升温的现象。 　　（2）徐变度 　　 徐变是影响温度应力的一个重要材料性质，徐变的存在使温度应力的部分得到松弛。徐变越大，温度应力越小。混凝土的徐变主要与胶凝材料用量有关，碾压混凝土胶凝材料少，属干硬性混凝土，与常态混凝土相比，其徐变度一般要小，这一点不利于温度应力与防裂。 　　（3）极限拉伸 　　受配合比和施工方法的影响，碾压混凝土的极限拉伸值比常态混凝土低。虽然近几年随混凝土配合技术和实验精度的提高，碾压混凝土的极限拉伸值有了很大提高，有的工程碾压混凝土极限拉伸实验值甚至远大于常态混凝土，但大多数工程90d 龄期的极限拉伸仍然低于相同原材料的常态混凝土。多数工程的钻孔取芯实测极限拉伸值远低于室内实验值，尤其是碾压混凝土的层间结合强度低，仅为混凝土本体的0.3～0.6 倍，因此碾压混凝土抗拉能力低，更容易出现裂缝。 　　1.2 施工方法的影响 　　 我国碾压混凝土采用薄层铺筑、薄层碾压、连续上升的施工方式，采用低温入仓的方式时，冷量损失大，难以实现常态混凝土那样的低温浇筑。常态混凝土浇筑中最重要的温控措施―― 水管冷却由于会对碾压混凝土的施工带来不利影响，影响施工进度，因此只是近几年大部分碾压混凝土不设冷却水管，少数设冷却水管的也仅限于高温季节浇筑的部位。因此常态混凝土温控措施中的两大主要方法――降低浇筑温度和通水冷却在碾压混凝土中采用时难度大，效果差。碾压混凝土坝一般无二期水冷，大坝的后期散热仅靠自然散热，温度降到稳定温度需要很长的时间，像龙滩碾压混凝土大坝，需要100年以上内部温度才接近稳定温度。因此大坝会在较长的一段时间内处于高温状态，遇低温季节及寒潮等不利气候条件时，内外温差大更易出现裂缝。 　　1.3 温度和温度应力的特点 　　 由于材料和施工方法的特点，碾压混凝土坝的温度和应力具有如下特点：一是大坝温降缓慢，坝体持续高温。二是内外温差是控制温差，上下层温差次之，基础温差对顺河向应力一般不起控制作用。三是碾压混凝土坝在坝上游面强约束区受内外温差和基础温差双重作用，更容易出现劈头裂缝。四是层间强度低，内外温差作用会引起水平裂缝。五是上游面混凝土防渗层更易出现较大拉应力。六是基础垫层混凝土易出现超标拉应力。 　　2温度应力仿真分析 　　碾压混凝土温度和应力仿真分析的基本方程与常态混凝土坝相同，但是碾压混凝土具有薄层碾压的特点，要正确模拟碾压混凝土的施工和温度应力，应该在一个碾压层内至少划分2层单元，对于一个大坝的三维仿真分析来讲，这样计算的规模十分庞大，目前一般的计算机仍难以胜任，因此，朱伯芳院士在1994年就提出了并层解法和分区异步长算法。所谓并层解法即是：新浇混凝土用薄层精细单元来模拟温度沿碾压层厚度方向分布梯度，而被覆盖达到一定厚度后，由于温度梯度变小可将若干层单元合并，分层积分，并层求解。在混凝土早龄期由于水化热发热量大，温度随时间的变化剧烈，而到后期温度随时间变化小，这样可以考虑在早龄期混凝土采用小的时间步长，在老龄期后用大的时间步长，这就是所谓的分区异步长算法。采用并层解法和分区异步长算法可以对碾压混凝土进行高精度大规模仿真分析。 　　3 碾压混凝土坝的分缝 　　 分缝是混凝土防裂的重要结构措施。多年的研究与实践证明，常态混凝土的横缝间距不宜大于20m。而碾压混凝土由于水泥用量少，水化热温升低，曾一度有不分缝的做法，经过20年的研究与实践，现在对碾压混凝土坝的分缝已有了理性的认识， 　　下边就重力坝和拱坝分别讨论。 　　3.1 重力坝 　　 早期有碾压混凝土可以不分缝或坝段长可为80～100m的观点。美国于1982 年建成的柳溪坝坝顶长543m未设横缝，我国第一座碾压混凝土坝坑口坝坝顶长122