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某新建RCC重力坝地处北方高寒地区,年平均气温只有4.9℃,全年寒潮频繁,但夏季气温较高,夏季月平均气温在20℃以上,曾经观测到的极端最高气温为37.0℃.本地区显著的气候特点造成大坝可能会出现较大的基础温差、内外温差和上下层温差,从而产生基础贯穿裂缝和表面裂缝甚至劈头裂缝.本文考虑通水冷却、表面和越冬面保温、控制夏季浇筑温度和调整基础混凝土浇筑时间四种温控措施,对冷却水管的布设间距、保温层的厚度、夏季施工棍凝土的浇筑温度和基础混凝土的浇筑时间进行敏感性分析,为制定具体的温控方案提供依据。
从上述敏感性分析可得出以下结论:(1)冷却水管的布设间距越密,冷却水管对混凝土的冷却效果越明显;从制定的基础温差控制标准(不超过16℃)出发,同时为了尽可能降低现场施工的难度,将0.75m×1.5m的冷却水管布设方式作为推荐的水管布设方案;由于1.0m×1.0m的水管布设方式的冷却效果较0.75m×1.5m的略优,在不导致施工难度提高的前提下,也可考虑选用1.0m×1.0m的水管布设方案。
(2)通过调整保温层的厚度可以保证坝体的上、下游面及越冬水平面等可能出现较大拉应力的区域满足混凝土的防裂要求。根据仿真计算结果,大坝运行期上、下游表面的保温层的等效放热系数应分别不大于39.52kJ/(m2·d·℃)和29.79kJ/(m2·d·℃),越冬水平面在越冬期的保温层的等效放热系数应不大于29.79kJ/(m2·d℃)。
(3)在夏季施工时,浇筑温度越高,混凝土达到的最高温度越高,但其最大应力也越大。可见,降低夏季施工混凝土的浇筑温度,对于减小混凝土的温度应力,防止混凝土缝的出现是比较有效的。根据东北地区类似工程对浇筑温度的控制经验,建议大坝基础约束区夏季浇筑的混凝土的浇筑温度不超过150℃.
(4)7月浇筑基础混凝土时,基础强约束区的最高温度过高,难以满足基础温差的求;10月浇筑基础混凝土时,基础混凝土会产生较大的拉应力,有可能超出混凝土的裂要求;5月浇筑基础混凝土时,基础温差较低,同时拉应力水平可以满足防裂要求。议基础混凝土的浇筑时间应避开高温季节和靠近越冬期的时段。