[发明专利]一种基于拱坝横缝初始粘结强度控制张开时机的方法

说明书

本发明公开了一种基于拱坝横缝初始粘结强度控制张开时机的方法，根据温度监测数据、横缝张开时间，采用仿真分析方法反馈得到随时间变化的横缝粘结强度；基于横缝粘结强度，实现横缝张开时机的精准调控。为后续温控措施调整和横缝开度控制提供依据。

技术领域

本发明涉及一种基于拱坝横缝初始粘结强度控制张开时机的方法，属于大坝混凝土浇筑施工工程领域。

背景技术

为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力，防止混凝土开裂，拱坝需要分段浇筑，各个分段之间的缝面即为横缝。横缝主要有三种状态，一是在大坝浇筑阶段，相邻坝段后浇新混凝土与先浇老混凝土浇筑在一起，两者相互粘结，这时横缝会具有一定的强度，强度大小与先浇混凝土缝面处理情况、横缝键槽形式等有关；二是在大坝混凝土降温阶段，横缝会张开，以利于后期的接缝灌浆；三是大坝接缝灌浆后，横缝普遍处于粘结状态。

第一种粘结状态下，横缝强度会影响大坝横缝张开的时机，同时不同高程的横缝张开时机会对横缝开度大小产生影响，因此准确掌握横缝强度大小对于控制横缝张开时机、横缝开度以及大坝施工期工作性态有重要意义。现有横缝粘结强度大多根据工程经验简单取用，与实际情况存在较大差异，胡昱等提出了横缝真实粘结强度的检测状态(201721797866.5)，利用混凝土温度应力试验机，模拟横缝附近混凝土荷载历程和温度历程，得到真实温度应力作用历程下的横缝粘结强度，但该方法一是现有温度应力试验机尺寸有限，试验模型尺寸较小，大坝真实浇筑过程中长度达数十米、宽度一般在10～25m，会存在尺寸效应影响；二是试验中约束条件与真实情况会存在较大差异。胡昱等提出的一种混凝土坝横缝粘结强度控制方法(201210016706.8)，其中混凝土横缝粘结强度是采用与坝体一致的新旧混凝土粘结试件的拉伸试验，针对不同缝面冲毛程度试验获得冲毛程度与拉伸强度的对应关系，且试件龄期至少为21天，该方法同样存在尺寸效应问题，同时实际横缝张开不一定局限在21天后。胡昱等提出的拱坝横缝张开时机的控制系统，是根据不同控温历程，得到控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度，进而得到层面处理所需粗糙度，在横缝层面控制横缝张开时机，该方法是提出控制粘结强度的方法，而不是对真实粘结强度进行分析，并根据真实粘结强度控制张开时机。

发明内容

本发明的目的是基于大坝相邻坝段浇筑后真实横缝强度，通过调整温度控制措施实现大坝横缝张开时机控制，能够更加准确控制横缝状态。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种基于拱坝横缝初始粘结强度控制张开时机的方法，其特征其在于，它包括以下步骤：

步骤一，在拱坝横缝两侧坝段布置测温仪器监测大坝混凝土温度场分布和变化规律，在拱坝横缝位置布置测缝仪器监测横缝开度分布和变化规律；

步骤二，以横缝两侧坝段后浇仓块浇筑完成时间为成缝时间，根据大坝横缝开度监测数据，统计大坝已有横缝张开时间和开度变化规律图；

步骤三，获取横缝粘结强度变化规律图，横缝粘结强度在区间[fj1，fj2]变化，其中下限fj1取0，上限fj2取所有已张开横缝两侧坝段后浇混凝土最长龄期对应的粘结强度ft；

步骤四，在步骤三中所获取的强度区间中取n个强度值，fj1～fjn，采用平均取值的方法或者采用每次取中间值的方法，将该值作为横缝强度，采用全坝全过程仿真分析方法，考虑拱坝混凝土实际浇筑过程、材料硬化过程、环境温度变化过程、温度控制过程和封拱灌浆过程，得到已施工坝段横缝状态及变化规律；

步骤五，建立以横缝计算张开时间与横缝监测张开时间为变量的目标函数，求出n个横缝强度值对应的目标函数值，以目标函数值最小时横缝强度为横缝粘结强度，目标函数：

式中：y(i)为目标函数，i为第i个强度参数，m为横缝测点数，δ_com为横缝计算张开时间，δ_mon为横缝监测张开时间；