大体积混凝土浇筑的模板侧压力

＠　大体积混凝土浇筑的模板侧压力　堕塑　２ｑｑ，．ｊ）／　中国水利水电第三工程局（陕西安康７＂２５０　Ｌ２）　文摘本文引入混凝土流动度的概念，视混凝土浇筑过程中的摸板侧压力为动态　过程，提出１计算侧压力的新方法．分析ｊ混凝土均匀连续浇筑和分层铺筑两种情况　下的侧压力分析．建议７两种情况下的模板侧压力设计曲线。本文的方法，具有计算　参数少，概念清楚．量蜩正确，适用性广等兜点．可供模板设计和施工控制参考使用。　主题词砼浇筑流动砼模板侧压力计算　分类号ＴＶ５４４·９１蒜访锨　廷土　沌臻－德板腿Ｊ压６　大体积混凝土浇筑的模板侧压力，是模　板设计的基本依据之一。模板的侧压力主要　ｌ流动度　由流态混凝土产生的侧压力和卸料、振捣时　产生的附加侧压力两部分组成。本文主要分　如上所述，混凝土的性能和浇筑方式，都　析流态混凝土产生的侧压力。　直接对侧压力产生影响。但归根结底，混凝土　影响混凝土侧压力的因素较多。归纳起　的侧压力是与混凝土的凝结过程密切相关　来主要有三方面；（１）混凝土的性能｝（２）混凝　的。新人仓的混凝土，其侧压力分布近似于流　土的浇筑方式；（３）模板特性。其中模板特性　体压力；而随着入仓历时的增加，在混凝土逐　的影响较为复杂．一般难以在计算中考虑，通　渐凝结的过程中，侧压力逐渐消失　为了描述　常只考虑前两种因素。　这一过程本文引入混凝土流动度的概念。混　模板侧压力的计算方法．散见于各种文　凝土刚入仓时，其流动度最大，接近于１；混　献及规范之中。这些方法均是在试验的基础　凝土完全凝结时，流动度为０，侧压力消失。　上以经验公式给出的。或考虑的因素太简单，　或考虑的因素较全．但计算参数较多，不易准　确取值。各种方法的计算结果有明显的差异。　这些方法均适甩于混凝土均匀连续浇筑的情　况．对于水工大体积混凝土常用的分层铺筑　方法．目前尚无实用的计算公式　因此．寻求　合理、通用的计算方法是必要的。　图１流动度曲线　收稿日期：１９９２年１１月１　４目　第４期　杨维加大体积混凝土浇筑的摸板删压力　３９　其间的过程，根据大量的测试成果，可视为时　间的二次函数。因此，定义流动度函数如下：　Ｓ—　（１一￡ｉ／日）　（１）　式中　——混凝土入仓历时（ｈ），它是一个　反映混凝土浇筑方式的参变　量。　ｔｏ——混凝土自入仓起凝结至侧压力　消先的时间（ｈ），简称为凝结时　间。它是一个容混凝土原材料　成分、外加剂、坍落度、浇筑温　度、气温等因素在内，反映混凝　土性能的综合性参数，可由试　验得出，或由已知条件估算之。　如与初凝时间钿和终凝时间ｃ弗　的关系可近似用下列公式表　不；　ｏ一　＋÷（嘻一钿）　（２）　Ａ——坍落度影响修正系数，可由囝　２查用。　田２系数Ａ曲线　当　≥ｔｏ时，取ｓ＝０，即混凝土已完全凝　结，侧压力为０。　可以看到。流动度　用两个参数ｔｏ、Ａ和　个参变量ｔ　．已将混凝土的性能和浇筑方　式两大因素都考虑进去了。参数　曲线是根　据大量的试验与计算结果给出的－而参数ｔｏ　无论是由试验得出或估算，都是不困难且具　有足够精度的。　在距混凝土浇筑表面｛深处，侧压力可　用流动度表示如下：　Ｐ＝　·Ｓ（｛）　（３）　式中　——混凝土容量Ｉ　ｓ（｛）——｛处的馄凝土流动度。　由于　≤ｌ，因此Ｐ≤　，即混凝土的侧压　力总是不大干流体侧压力的。流动度还可看　成混凝土侧压力与流体压力的比值。　．　２混凝土均匀连续浇筑　当仓面不太大，且具有足够的入仓能力　时，可近似认为混凝土是均匀连续上升的。我　们来分析这种情况的混凝土侧压力。　如图３，设混凝土的浇靛速度为Ｉ，，在某　时刻￡（　称为混凝土的开仓历时），混凝土　浇至Ｔ，ｆ高度。在此高度　下的任意深度，混　凝土的入仓历时ｈ＝｛　，因此流动度为：　＾ｒｌ一　／（Ｐ　）］　（４）　３混凝土浇筑高度与侧压力　代入（３）式得到混凝土的侧压力分布为：　Ｐ＝＾　［１一　／（Ｖ　）］　（５）　引用固定于仓底的坐标　，有｛一Ｖｔ·　，可将　上式写为：　Ｐ＝Ａｙ（　）［１一　］（６）　当　≥Ｖｔｏ时，　—０，Ｐ＝０，即得到侧压力的有　效计算高度为：　Ｖｔｏ　（７）　下面来求有效压头ｋ和最大侧压力　。　对（５）式求导得：　ｄＰ／　一ＡｙＥ１一（３　）／（ｒ　）］　令其等于０，解得（舍去负值）：　ｄ０　陕西水力发电　侧压力分布函数：　第９卷　；一　（８）　Ｐ＝２４ｇ（１一ｆ　／３．２４）　求Ｉ阶导数有：　ｄ　Ｐ　ｄ　一　一２４（０．４　６Ａ３，．　Ｐ　［１一　］（ｋＰａ）　有效压头：　ｋ一当；＞０时．ｄ　ｄ　＜０。因此，在；一　３　Ｖｔｏ／３处，Ｐ有唯一的极大值，也就是该　争　一孕　８　…　问题的最大值；　争　一南·　Ａ　≈０．３８５Ａ￣，Ｖｔ。（９）　有效压头即是：　ｋ：　（１　ｏ）　混凝土侧压力分布如图４。单位模板宽　度上的侧压力合力为：　，一Ｉ＂Ｐｄｇ＝　州　Ｊ０　１　（　）　（１１）　Ｅ　Ｐ，ｋ　图４均匀连续浇筑的混凝土侧压力曲线　例ｌ　混凝土浇度高度Ⅳ一３ｍ，浇筑速　度Ｖ一０．４ｍ／ｈ，容量ｙ　２４ｋＮ／ｍ　，Ａｍ１，“一　４．５ｈ。求混凝土侧压力分布。　解浇筑总历时：　乜＝Ｈ／ｖ一３／０．４＝７．５（ｈ）　侧压力有效计算高度：　＾。一　ｂ一０．４　Ｘ　４．５—１．８（ｍ）　最大侧压力：　Ｐｍ一０．３８５Ａ　。　０．３８５　Ｘ　１　Ｘ　２４×１．８　—１６．６３２（ｋＰａ）　单位模板宽度上的侧压力合力：兰　　Ｆ一　’　（‰）　÷Ｘ　１　ｘ　２４×１·８　一１９．４４（ｋＮ／ｍ）　３混凝土分层铺筑　水工大体积混凝土仓面一般较大，难以　实现均匀连续浇筑．多采用分层铺筑的浇筑　方式。我们来分析这种情况的混凝土侧压力　分布。　如图５．设混凝土铺筑层厚为ｈ，层间间　隔时间为　，当铺至某一层时，考察自该层起　向下第　层的混凝土侧压力　田５混凝土浇筑高度与侧压力　混凝土入仓历时“一（　一１）　流动度　一　ｌ一（　一１）。（丢）　］（】２）　由于第　层混凝土的流动度相同．其混　凝土的最大侧压力产生在该层底部．为：　第４期　杨维加大体积混凝土浇筑的模板侧压力　［１一（　一１）　（　／ｔｏ）　］　（１３）　当　≥Ｉ＋　时．ｓ＝０，混凝土已完全凝　结。围此得到侧压力的有效计算层数为：　ｔ　＝ｉａｔ（１＋如／ｔ１）　（１４）　式中ｉｔａｔ　）为弓取整函数，即ｊｎｔ（　）等于小　于　的最大整数。　－　在同一层混凝土内，侧压力是线性分布　的。但由于ｋ为整数．因此在各层面上，侧压　力是不连续的。对（Ｉ３）式求导得：　ｄ　／ａｋ＝　［１一（　—ｉ）　（　／ｔ０）　］　２ＡＶ＠（ｋ一１）（　／ｔｏ）　令其等于０，解得（舍去负值）：　ｔ一号＋吉　／　＋ｓｃ　（１５）　求二阶导数得，　ｄ　Ｐ　／ｄ　一一２Ａｙｈ（３Ｉ一２）（ｈ／ｔｏ）　＜０　所以有效压头所在层数为：　号＋告　（１６）　有效压头为，　—ｋｍｈ　（１７）　代入（Ｉ３）式得到混凝士的最大侧压力：　Ｐｍ＝　［１一（ｋ一【）　（　。／ｔｏ）　］　帅　［１一（ｋ—Ｉ）　（　／ｔ０）　］　（１８）　倒２某大体积混凝土，浇筑高度Ｈ一　３．２ｍ．铺筑层厚　：０．４ｍ，层问间隔自一２ｈ，　４．５ｈ．　＝２４ｋＮ／ｍ￣，　＝ｌ。求混凝土侧压　力分布。　解侧压力分布函数：　＾一ｌ×２４×０．４　［１一　一１）　（２／４．５）　］　９．６ｋ［ｔ一丽Ｉｔ）　一１）　］　侧压力有效计算层数：　＝ｉｎｔ（１＋　．５／２）＝ｉｎｔ（３．２２５）一３　有效压头所在层数：　ｋ＝ｉｎｔ［｛＋　／『　丽］　；ｉｎｔ（２．００８）＝２　有效压头：　ｋ＝２×０．４—０．８（ｍ）　最大侧压力：　Ｐｍ＝９．６×２×［】一　（２一】）　］　＝１５．４【（ｋＰａ）　混凝七浇完６层Ｈ　，删压力ｚｊ－￥．ｆｋ：ｉ图６。　厣　Ｐ＾　图７如一９／，时的衄Ｉ压力分布　４２　陕西水力发电　＝Ｐ，／ｖ　第９卷　３×０．４＝１．２（ｍ）　Ｐ　＝９．６×３×［１一（４／８１）（３一１）　］　称为　的折算压头，则模板侧压力可写　为：　２３．１１（ｋＰａ）　混凝土浇完６层时，侧压力分布如图７。　Ｐ＝　（｛＋　）［１一　／（ｖ　）］（２１）　４模板设计侧压力　上面已导出了两种浇筑方式的混凝土侧　压力计算公式。将其进行适当简化，再叠加上　附加侧压力Ｐｃ，即可作为模板的设计侧压力　４．１均匀连续浇筑的模板设计侧压力　取设计侧压力如图８：　１　孚　５７７　Ｉ（１９）　Ｐｍ＝０．３８５Ａｙｈ　Ｉ　Ｐ　．　：Ｐ　＋０．５Ｐｏ　Ｊ　２／３Ｐ．　Ｐ　图８均匀连续浇筑的模板压力设计地线　４．２分层铺筑的模掘设计侧压力　取设计侧压力如图９：　＝ｊ　‘（１＋　。／　１）　１　＝　ｎｔ　＋｛俪］ｌ（２　０）　Ｐ　＝　ｋ　［１一（　一１）　（　／　）　］ｆ　Ｐ～＝Ｐｍ＋０．５只　Ｊ　下面以均匀连续浇筑情况为例，对（１　９）　式给于证明。　设　为所取用的附加僦压力，令　图９分层铺路的棋板卿压力设计曲绒　令　筹＝　一　一ｚ州｛＋蛐禹＝ｏ　舍去负值，可解得有效压头为：　‰／ｌ＋ｉｌ　瓦ｈ，　等　）　般只≤６ｋＰａ，周而　≤０．２５ｍ，于是有　＜＜Ｉ，ｆｏ　因此可略去上式根号中第２项　得：　ｋ≈（　／３）Ｖ￣　（２３）　将它代入Ｃ２１）式，略去　的高次项，得　到模板的最大侧压力为：　：Ａｙ（坠　Ｐ“十０５ｈ。）　＝Ｐ　＋０．５ＡＰ，　上式右端第２项偏安全地取　１，便得：　Ｐｒ　＝Ｐ　＋Ｏ．５Ｐｏ（２４）　注意到　／３＜Ｏ．Ｉｍ，因此（２３）式可进一　步简化为：　ｈ　＝（　３／３）Ｔ　ｂ＝０．５７７￣，　于是便得到（１　９）式　致谢　包正中高级Ｉ程师对本文提出过　宝贵意见，顺致谢意。　第４期　参考文献　杨维加大体积混凝土浇筑的模板侧压力　建筑工业出版杜．１９８４　１水工混凝土施工规范ＳＤＪ　２０７—８２．水利电力出　版杜．１９８２　３组合钢模扳施工手册．中国铁道出版杜．１９８４　４大体积混凝土侧压力试验研究报告．水利电力部　第三工程局侧压力试验小组．１９８３　２钢筋混凝土工程施工及验收规范ＧＢ３＂２０４—８３．　Ｔｈｅ　Ｐｒｅｒ￣．ｓｕｒｅｓ　Ａｃｔｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｆｏｒｍ　ｆｏｒ　Ｍａｓｓ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｐｏｕｒｉｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｗｅｌｊｉａ　（Ｃｈｉｎａ　Ｎｏ．３　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ　ａｃｔｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｒｅｇａｒｄ—　ｅｄ　ａｓ，ａ　ｄｙｎａｍｉｃａｌ　ｓｔａｔｅ　ｉｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ　ｉｓ　ｓｕｇ—　ｇｅｓｔｏｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｆｏｒ　ｃｏｎｔｉｎｕｅｓ　ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ　ｉｎ　ｌｉｆｔｓ　ａｒｅ　ａｎａｌ—　ｙｓｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃ￣ｒｙｅｓ　ａｒｅ　ｓｈｏｗｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｌａｃｉｎｇ，Ｆｌｕｉｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，Ｌａｔｅｒａｌ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ，Ｃａｌｃａｌｕｔｉｏｎ．　（上接第３７页）　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　１Ｓ～１８．１９８８．Ｂｅｌｊｉｎｇ．Ｃｈｉｎａ．７１６　参考文献　１　Ｈａｎ　Ｉｄ．ＨｙｄｒａｕＲｃ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　Ｈｉｇｈ——ｈｅａｄ　７２３　２　李家蛱水电站底孔泄水道（８７）（８８）方案水工模　型试验　报告．西北水科所．１９８８．１２　Ｂｏｔｔｏｍ　Ｏｕｔｌｅｔ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｔ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＳｙｍｐＱｓｉｕｍ　０ｎ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ　Ｄａｍｓ．　Ｍｏｄｅｌ　Ｔｅｓｔ　ｏｎ　Ｉｎｓｔａｂｌｅ　Ｆ１ｏｗ　ａｎｄ　Ｏｂｌｉｑｕｅ　Ｆｌｏｗ　Ｌｉｕ　Ｈａｎｇｓｈｅｎｇ　ｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔ　ＨｙｄｒｏｅｌｅｃＵ＇ｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）　Ａｂｓｔｒａｃｌ　Ｔｈｉｓ　ｐｏ，ｐｅｒ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏ　ｉｎｓｔａｂｌｅ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｏ￣ｏｍ　ｏｕｔｌｅｔ　ｗｏｒｋｓ　ｉｎ　Ｌｉｊｉａｘｌａ　Ｈｙｄｒｏ—　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｓ＇ｔａｂｌｅ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｉｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｂｌｉｑｕｅ　ｆｌｏｗ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　Ｏｇｅｅ　“ｆｈｃｅ　ｍ　ａｌｓＯ　ａｎａｌｙｓｅａ．　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｍｏｄｅｌ　ｔｓｔ，Ｕｎｓｔｅｅａｄｙ　ｆｌｏｗ，Ｄｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｓｘｒｅａｍ，Ｂｏｔｔｏｍ　ｏｕｔｌｅｔ，Ｂｅｎｄ，Ｌｉｊｉａｘａ　ｈｙ＿　ｄｍｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ，　科技简讯·　新型防水材料——聚铽酯弹性材料在ｅｆｔＪ　ｒｆ投产　聚氯酯弹性材料是本世纪６０年代发展起来的一种台成高分子材料。在美国、日本　德国．独联体等工业发　达国家中获得了迅速发展．在我国的汽车、机械、轻工、纺织、医疗及建筑等领域也相继得到了应用．但怍为防　水材料则是近年来的成果．聚氯醢弹性防水材料具有优异的抗渗、抗涨、抗冻融、耐高低温、耐腐蚀、耐老化等　性能．所以它已广泛用于建筑基础、地下室、立交桥、通道等工程防水。　聚氯醋防水材料由甲、乙两组份组成．在应用时将甲、乙两组份按一定比例均匀混合后一辣刷在需要防水　的基面上．数小时后经化学反应固化得到一种具有弹性的整体化橡胶状防水层。　银川市特种工程应用技术开发公司从天津大学引进丁聚氧酯防水防腐材料生产和施工技术．并在银川建　成年产１５０吨聚氯酯防水防腐材料厂．正式投入生产。近两年来．他们已将聚氯醢弹性材料应用在宁夏水利工　程、建筑工地和煤矿等４７项工程中．解决了通常材料难以解决的工程难题一所有工程项目的处理均获得丁回　｝蓠的成功。　（赵永定）