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资源描述
水电站设计第27卷第2期
DHPS2011年6月
碾压混凝土坝的散热计算


(浙江水利水电专科学校,断江杭州310018)
捎嬃:压混凝土坝是薄层连续浇注.一般每尽厚度h<0.5m,因此本文按热传导微分方程的基本解来计算中间层混凝土的热
传导,用热源与热汇的理论来计算每层顶面在间歌期的天然散热,提出了公式解,并用实例验算。
关键词:碾压砼坝;砼浇筑;水化热;最高温度;解析解;计算方法
中图法分类号:TV642.2文献标识码:A文章编号:1003-9805(20L)02-005-02
ex?「ー(r+ん2+8)
1前言
Aat
式中8一第三类边界空气层厚度,m。
中国从20世纪80年代引进碾压混凝土筑坝技
y轴0点在顶面,y向下为正,下式同。
术以来,已建成46座坝,其中最高的是四川沙牌拱
坝高130m。碾压混凝土筑坝明显造价低,简化工4许多层混凝土天然降温
艺,工期快,间歇期短散热差,仓面大横向散热更差,
因此更应注意控制温度。本文为此提出了温度场计
把上式迭加,温度场是:
算公式,算出高温区大小。
A=[yー(n-1/2)h-8]2
B=[y+(n-1/2)ん+6
中间层混凝土传热
r(y)=20+∑
设T是温度(℃),t是时间(d),y坐标0点在中
间层中央,a是混凝土导温系数(m2/d),对于热传导式中nー层数;
微分方程
T。一连续浇注t天的平均气温:;
7(y
Tー每层混凝土浇注入仓温度,一般等
于日气温,但是加冰后或預冷骨料
基本解为:T
后混凝土入仓温度下降。
顶面下第1层n=1,顶面下第2层n=2
式中Tーー温度中间层混凝土初始温度,℃;从上向下編号,1天浇注1层t=n,1天浇注2层
T-上下各层混凝土的温度
t=2n,1天浇注3层t=3n,余类推。
T向上下层传热。把式(2)微分2次,即可证明
例题1]碾压混凝土毎层厚ん=0.3m,毎层间
满足微分方程(1)。
歌期t=1d,月气温7。=12℃,空气边层厚8=
0.1m,混凝土导温系数a=0.096m2'/d,混凝土加冰
3顶面下第一层混凝土天然降温
开℃日浇注入仑温度8℃,以后受气温上升影响
每日上升0.1℃,混凝土浇注入仓温度72=8
顶面在1个间歇期的散热,用热源与热汇的理论0.1n,1天浇注1层,试计算28天连续浇注28层混
来计算,即把正负二个式(2)送加,造成T=0的顶面凝土的剩余温度场。
线,得到1个间歇期未混凝土浇注层的剩余温度场是
解:T-To=8+0.1-12=0.1z-4,
T(r,t)-to
h
(y-/2-8
h4ma=0.273,
代人式(4),28天连续浇注28层混凝土的温度场是
收蒋日期:2009-12-2
作者简介:吴国(1933-),男,江杭州人,副数授。
万方数据
1/2)0.3-0.1]
B=[y+(n-0.1)0.3+0.1]2
T(y,28)=12+0.273ln-4
[例题2]混凝土浇注层同例题1,绝热混凝土
水化热升温0()=24[1ーexp)(-0.318r],试计算
B
28层混凝土的水化热温度埸
0.384
0.384n
式中y轴的0点在顶面上0.1m处,时间【是倒计
解;由式(5)得:
时,4天=n层,每1个y值要算28项,用电子计算
%mh=24x0.,318x0.3=4
器FORーNEXT循环语句,算出每1个ym处的浇筑
y Ta
√/0.096m
剩余温度T,登记在表1。从表1可看出加冰的效果。
A=[y-(n-1/2)0.3-0.1]2,B=[y+(n
1/2)0.3+0.1]2
5水化热
7(r28)=2{1
388/nexp(-0 239n) exp\O.0%6
绝热混凝土水化热扱限开温6,绝热混凝土水ep(-B1+04ep(-a9m)eいn
化热升温B=8[1-exp(-m)],式中m是水泥发
热速率1/d,混凝土浇注层的水化热发散,用时差法
)]+08exp(-aoan?Ieo/a二
0.192n
0.28n
求解,引进一个輔助时间参数ァ,在增量d里,T
B
B
0,则7,=da=a。mexp[-m(tーr)]dr。s将ア代入
02an)+0んexP(038vノ~e以0384n
式(4),再积分得混凝土多层的水化热升温场
按上式算出的水化热升温见表1。从表1可看
6。mb
)=∑
出,最髙温度在y=3.7m,水化热T=23.2℃,接近
60=24.0℃
表128天连续洗注28层混凝土的温度
expi
- ex
4at
23.768.5
用抛物线积分法,把分为4个子区间,水化热
浇注剩余T11.38.78.99.410.311.312.0
升温场是
水化热T3.」12-121.423.220.511.L0.4
T'(y, )=5 omh
-3mt
参考文献:
1] F P Incropera,等,传热和传质基本原理[M].北京:化学工业
B\1. 60mh
出版社,2007
exp
[2]李翼.龙滩水电站水工最压混凝土质量控制要点[].水电站
mht
设计,20
3n。ep/-m
[3]吴一匡.混凝土坝逐层浇注水化热的计算[J].混凝土坝技术
4
2001(4)
(上接第17页)
灌浆结束;然后选择排气孔为灌浆孔,选择合适的孔位工、监理、管理等各方,工程产生裂缝是不可避免的,
作为下一段裂缝灌浆的排气、水孔,进行下一个阶段的在一定的范围内也是可以接受的。只是要采取有效
灌浆。依此类推,直至该裂缝灌浆结束。灌浆开始时,的措施将其危害程度控制在一定的范围之内,对水
需控制压力和进浆速率,逐渐提高灌浆压力(一般不大工建筑物安全是不会产生不良影响的。但在施工中
于混凝土抗压强度的8%~10%至相邻灌浆孔或缝面应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能
冒浆后,保持30-605即可结東本孔(或该裂缝)灌浆,不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度。一且产
改灌相邻灌浆孔(或裂缝)。③灌浆效果检査及验收
生裂缝,应先探明原因,再采取合理的处理措施,以
灌浆结束7d后在灌浆孔距中间点进行钻孔取芯检査
确保水工泥凝土建筑物的安全性和耐久性。
灌浆效果。随机选取混凝土裂缝钻1~2个检査孔,观参考文献
察取出的芯样被浆液充填情况,并进行压水试验。
[1]《水利水电施工手册》编委会.水利水电工手册一混凝土工
程[M].北京:中国电力出版社,2002
5结束语
[2]梅孝威,水利水电工程技术管理[M]北京:中国水利水电出
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[3]中国长江三峡开发总公司.DL/T5144-2001《水工混凝土施
水工混凝土建筑物从建设到使用,涉及设计、施
工规范》LS].北京:中电力出版社,2002.
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