[发明专利]一种优化混凝土闸墩施工期拉应力的方法

说明书

本发明公开了一种优化混凝土闸墩施工期拉应力的方法，方法包括：根据目标混凝土闸墩内部在施工期内的最高温度，以及目标混凝土闸墩的长度、宽度、混凝土强度等级、施加在目标闸墩中预应力所对应的张拉载荷，获取目标混凝土闸墩在施工期的拉应力，将其与用于浇筑目标混凝土闸墩的混凝土的抗拉强度进行比对，若超过该抗拉强度，对目标混凝土闸墩的相关参数进行调试，从而对目标混凝土闸墩施工期拉应力进行优化；本发明提供的方法，操作简单，用于对混凝土闸墩施工期拉应力进行优化，以防止闸墩在底板的约束作用下出现裂缝。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种优化混凝土闸墩施工期拉应力的方法。

背景技术

作为典型的倒T字型混凝土结构，水闸闸墩开裂现象时有发生，严重影响了结构的安全性与稳定性。闸墩裂缝是墩体结构尺寸、内外温差、温降幅度、基础约束、混凝土的干缩和自生体积变形等因素综合作用的结果。闸墩结构型式单薄，底板约束作用明显，无论是因为早期的内外温差还是后期的温降收缩，裂缝在这类结构上产生的几率都比较高。

目前常用的大体积混凝土墩墙施工期拉应力的计算方法是有限单元法，但是该方法尚未形成统一的建模与计算方法，这导致不同的计算者对于同一个结构会得到不同的结果，而且建立有限元模型和大量的仿真计算需要花费大量时间。在设计和施工时间紧张的情况下，采用有限单元法效率不高。因此，实现大体积混凝土闸墩施工期拉应力的快速计算是一种亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的：提供一种快速获取混凝土闸墩施工期的拉应力，并对该拉应力进行优化的方法。

技术方案：本发明提供的方法包括如下步骤：

步骤A、获得目标混凝土闸墩内部在施工期内的最高温度T_max，并结合目标混凝土闸墩在应用期内的最低温度T_min，进而获取闸墩内部最大温降ΔT；

步骤B、获取目标混凝土闸墩的长度L、宽度W，以及用于浇筑目标混凝土闸墩的混凝土强度等级C，结合公式：

σ_max＝[(C/30)^1.28×(-0.0005ΔT²+0.109ΔT)]×(1-e^-0.15L0.95)×[-0.19×abs(W/2-0.5)^1.16+1.06]

获取目标混凝土闸墩内部在施工期内的最大拉应力σ_max，abs(·)为求绝对值函数，e为自然常数；

步骤C、基于在目标混凝土闸墩中施加的预应力，获取与该预应力所对应的张拉载荷P，并根据公式：

f＝σ_max-Δσ·P

获取目标混凝土闸墩在施工期的的拉应力f；其中，Δσ为在目标混凝土闸墩上施加单位大小张拉载荷P时，目标混凝土闸墩内部最大拉应力σ_max的减小量；

步骤D、判断目标混凝土闸墩在施工期的拉应力f是否大于用于浇筑目标混凝土闸墩的混凝土的抗拉强度，是则对目标混凝土闸墩在施工期的拉应力f进行优化；否则不进行任何处理。

作为本发明的一种优选方案，在步骤A中，ΔT＝T_max-T_min。

作为本发明的一种优选方案，在步骤D中，根据如下方法对目标混凝土闸墩在施工期的拉应力f进行优化，并返回步骤A：

通过在混凝土闸墩中通水冷却或添加抑制剂调节施工期中浇筑目标混凝土闸墩的温升幅度，进而实现对目标混凝土闸墩内部的最高温度T_max的调节。

作为本发明的一种优选方案，在步骤D中，根据如下方法对目标混凝土闸墩在施工期的拉应力f进行优化，并返回步骤B：