[01511540]碾压混凝土拱坝的人工新构造

水利水电工程一直为投资大、建设周期长、发挥效益慢、工程缺陷多所困扰，该项目为充分发挥碾压砼拱坝节省投资、大仓面快速施工、超载能力强等特点，在多裂隙体稳定断裂等应用理论研究基础上，开展碾压砼拱坝人工新构造研究，并在工程实践中得到成功应用。1、碾压砼拱坝人工短缝结构为发挥碾压砼大仓面连续浇注的优越性，又便于削减拱坝的拉应力，提出碾压砼拱坝人工短缝结构，其包括在碾压砼拱坝上游左右坝肩和下游拱冠的拉力区设人工短缝，直到组合应力的零应力区，人工缝上游面设止水，缝端设高强止裂材料。其能在碾压砼拱坝拉力区提供自由变形面，进行有效的应力释放。该构造在福建溪柄碾压砼薄拱坝和新疆石门子碾压混凝土砼中得以应用和验证，实测表明人工短缝张开1mm时，缝端止裂结构后砼变形（+27μ和+37μ），均小于砼极限拉伸，人工缝保持稳定。2、碾压砼拱坝铰结拱结构为克服拱坝工程中常规构造缝须等待冷却灌浆才能形成整体、推迟工程投入运行日期的不足，提出碾压砼拱坝铰结拱结构。其包括在碾压砼拱坝横缝上靠近上游冷却区设置灌浆缝及铰结井，铰结井内回填膨胀砼形成膨胀砼塞，膨胀砼塞边缘及横缝内设灌浆系统。其能在横缝未灌浆封闭前使拱坝起到拱作用，铰结拱和整体拱在水压作用下应力相近，可不等待横缝灌浆提前蓄水，提前发挥工程效益。该构造在新疆石门子碾压砼拱坝中投入应用，在施工期即砼浇注11个月后即提前蓄水灌溉，缩短工期一年。3、软弱地基上碾压砼柔性拱在软弱基础上修建拱坝易使拱坝各区相对变形过大应力突变，为此提出软弱地基上碾压砼柔性拱构造，其包括拱坝拉力区内设置的柔性材料带、厚拱座减小应力和变形和坝体下部增加侧约束。“柔性拱”可降低拱坝刚度，坝体位移虽有所增加，但可将拉力区受拉变形集中在（低弹模）柔性材料带，大大降低拱坝拉应力，并在变形带末端设止裂措施以防止裂缝延伸。柔性拱适应了柔性基础的较大变位，已在新疆石门子碾压砼拱坝中应用，实测表明拱冠变位较大，但坝肩及下游拱冠柔性带后拉力不大，工程中可行。该课题项目提出并实践的碾压砼拱坝人工新构造为具有自主知识产权的原始创新成果，均已获得国家发明专利，取得了良好的工程经济效益和社会效益，得到了工程界的广泛认可，具有良好的推广应用前景。