专利名称：加高后可防裂的重力坝的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种重力坝，尤其是一种加高后可防裂的重力坝。
背景技术：
重力坝加高将是未来大坝建设的重要任务之一。一般重力坝加高后的典型坝段如
图1所示，由老坝体1和新加高的坝体2组成。对老坝体1的加高一般是在坝体的顶部加高一段，同时在老坝下游面新贴上一定厚度的新混凝土构成加高的新坝体。加高后的重力坝存在的一个重要问题，是在增高的新坝体部分与原来老坝体的混凝土的结合面10上开裂。到目前为止，国际国内已经加高的重力坝中都在不同程度上存在沿结合面10开裂问题。导致新老坝体脱开的原因是新老坝体之间存在温度差，使新老坝体在结合面10上开裂。有些开裂严重的加高重力坝在经过几个冬夏之后，新坝体与老坝体在结合面10上完全脱开，这样就影响了新老混凝土坝体的整体性，从而影响到大坝的应力、稳定和安全。现有技术中解决这一问题主要是从温度控制入手，如采用低温入仓、水管冷却、保温等使加高后的新混凝土的温度接近稳定温度，或略低于稳定温度等。目前还没有通过对重力坝的结构进行改变从而可有效地防止其在加高后新老混凝土的结合面开裂的技术。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种通过改变加高的重力坝的结构而可有效地防止重力坝加高在温度应力作用下沿新老混凝土结合面开裂的加高后可防裂的重力坝。
本实用新型的目的是这样实现的本加高后可防裂的重力坝包括老混凝土构成的原重力坝坝体和新混凝土构成的加高坝体段，在加高坝体段的下游新混凝土内在垂直于下游坝面的铅直平面内设置具有一深度的应力释放缝。
重力坝加高后新老混凝土结合面的开裂，主要是由于新老混凝土坝体变形的不协调，引起结合面法向拉应力过大所致。结合面上的拉应力，主要是由于温度变化引起的，该温度变化由两部分组成一部分是由新混凝土浇筑后水化热温升引起，即新混凝土从浇注后的最高温度下降到最低温度的温度变化引起新老混凝土上的法向拉应力；另一部分是由于周期性变化的气温引起的，新混凝土与空气接触，空气的变化导致新混凝土的温度随气温而变化，而老混凝土由于离坝表面较远，受气温变化影响较小，即气温的变化导致新老混凝土的温差。图2a示出了研究新老混凝土1和2温差应力的剖面I-I，在I-I剖面上，周期性变化的气温会在冬季使新混凝土温度下降而收缩，从而在新混凝土的外表面和坝段两侧的结合面处引起拉应力σL1和σL2，如图2b。夏季新混凝土温度升高，则在新混凝土的外表面引起压应力σY，坝段中部结合面处引起拉应力σL，如图2c。
所述的应力释放缝最好是在每个重力坝段的中部下游新混凝土表面在竖直方向设置所述的应力释放缝，其就可以释放掉新混凝土坝体内坝轴线方向上的拉应力和压应力，有效地减小甚至消除因四季交替在新老混凝土坝体结合面处产生的拉应力，从而防止开裂。
所述应力释放缝的深度根据新贴坡混凝土的厚度，可以控制在3～6米深。与所述应力释放缝等效地，还可以在所述切缝还可以在所述重力坝段的中部下游的新混凝土表面沿竖直方向在新混凝土中的所述应力释放缝中埋设埋件，所述埋件可以是表面涂有沥青的钢板或塑料板，也可以是木板。
所述钢板可以在其上的两个侧面均涂设沥青层，也可以在一侧涂设沥青层，所述沥青涂层的厚度最好是1-3mm。使用埋件设置人工缝在施工中更简单方便。
所述埋件的上端可以露出所述新混凝土层表面一段距离。该距离最好为5厘米。
本实用新型提供的重力坝通过在加高的新混凝土中制作一条人工的应力释放缝，就可以有效地防止四季温差等带来的开裂的问题，在施工中，比起现有技术中的防裂方法简单易行，但其效果又是突出的，这一技术可以使重力坝在加高后新老混凝土结合面不致脱开，从而保证了大坝的整体性和安全性，安全耐用，不但可以减少施工过程中的温度控制费用，还可以节省竣工后的维修费用，在重力坝防裂技术上具有重大的意义。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为现有的重力坝加高结构示意图；图2a-2c分别为重力坝分析应力分布的截面1-1位置和冬夏季新老混凝土接合面应力分布示意图；图3a为在新混凝土层上具有人工缝的加高重力坝的立体结构示意图；
图3b为在新混凝土层上具有人工缝的加高重力坝的断面结构示意图；图4为一个具体实施方案的加高重力坝以及其上设有的人工缝的结构示意图；图5为通过埋件在新混凝土层中形成人工缝的施工示意图；图6为图5的A-A剖视结构示意图。
具体实施方式
在加高后的重力坝下游面的新混凝土内通过切缝，或施工埋件的方法设置3～6m深、竖直方向的构造缝3见图3a和图3b，以释放掉新混凝土内坝轴线方向的拉、压应力，从而达到消除或减小新老混凝土结合面法向应力的目的。
例如，某坝剖面如图4。原坝高65.0m，加高14.0m，加高后坝高79.0m，贴坡混凝土水平厚度12.0m。在坝段的中间切一条深6.0米的人工缝4，即可释放新混凝土下游面坝轴向应力，从而减小或消除结合面法向应力，达到防止接合面开裂的目的。
在施工中，还可以通过埋件的方法设置上述的的人工缝，在本实例中使用涂有2毫米厚沥青涂层的钢板5作为埋件，如图5和6所示，在浇铸新混凝土2时，在设人工缝处预埋涂有沥青的钢板5，该钢板的水平宽度为6米，在第一段A1浇铸前，将钢板5的底边51与基础固联，可以是用常规的方法，如焊接在固于基础上的钢筋上，钢板5的下游侧边52固定在新混凝土层模板6上，然后进行新混凝土的浇铸，直至钢板在高度方向上露出混凝土浇铸层5厘米；在浇铸第二段A2之前，将同样尺寸的涂有沥青的钢板5’的底边焊接在前面预留的钢板5上，其下游侧边仍然固定在新混凝土层模板6’上……，如此逐层向上浇铸，即可在新混凝土层内形成一条人工缝，即应力释放缝。
权利要求1.一种加高后可防裂的重力坝，包括老混凝土构成的原重力坝坝体和新混凝土构成的加高坝体段，其特征在于在加高坝体段的下游新混凝土内在垂直于下游坝面的铅直平面内设置具有一深度的应力释放缝。
2.根据权利要求1所述的防裂方法，其特征在于所述的应力释放缝是在重力坝的中部下游新混凝土构成的所述加高坝体段的表面向下在垂直于下游坝面的铅直平面内设置。
3.根据权利要求2所述的重力坝，其特征在于所述重力坝包括若干个坝段，所述应力释放缝是设在每个坝段的中部下游新混凝土表面。
4.根据权利要求1或2或3所述的重力坝，其特征在于所述应力释放缝的深度为3～6米。
5.根据权利要求1或2或3所述的重力坝，其特征在于在所述应力释放缝中埋设埋件。
6.根据权利要求5所述的重力坝，其特征在于所述埋件为钢板，在其上的两个侧面或一个侧面上均涂设沥青涂层。
7.根据权利要求6所述的重力坝，其特征在于所述沥青涂层的厚度是1-3mm。
8.根据权利要求5所述的重力坝，其特征在于所述埋件的上端露出所述新混凝土层表面一段距离。
9.根据权利要求5所述的重力坝，其特征在于所述埋件的上端露出所述新混凝土层表面一段距离为5厘米。
专利摘要本实用新型公开了一种加高后可防裂的重力坝，包括老混凝土构成的原重力坝坝体和新混凝土构成的加高坝体段，其特征在于在加高坝体段的下游新混凝土内在垂直于下游坝面的铅直平面内设置具有一深度的应力释放缝。本实用新型提供的重力坝可以有效地防止四季温差等带来的开裂的问题，在施工中，比起现有技术中的防裂方法简单易行，但其效果又是突出的，这一技术可以使重力坝在加高后新老混凝土结合面不致脱开，从而保证了大坝的整体性和安全性，不但可以减少施工过程中的温度控制费用，还可以节省竣工后的维修费用，在重力坝防裂技术上具有重大的意义。
文档编号E02B7/02GK2627059SQ0326186
公开日2004年7月21日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者朱伯芳, 张国新, 许平, 杨波 申请人:中国水利水电科学研究院