浅析火力发电厂混凝土超长框架结构温度效应

２７６研究探讨Ｒｅｓｅａｒｃｈ　浅析火力发电厂混凝土超长框架结构温度效应　郎发海　（西南电力设计院有限公司，　四川　成都６１００２１）　中图分类号：６３２２　文献标识码：Ｂ　文章编号１００７－６３４４（２０１７）１１—０２７６—０１　摘要：通常情况下，在建设火力发电厂的过程中，主厂房的框架结构大多由现浇钢筋混凝土建筑而成，但混凝土在温度的影响　下，自身会由于收缩而发生开裂。基于此，本文将阐述火力发电厂超长框架结构温度效应缺陷，重点探析温度效应的模型、原因以　及防治措施，旨在为相关工作人员提供参考，提高火力发电厂超长框架结构的稳定性。　关键词：火力发电厂；超长框架结构；温度效应　０前言　由于火力发电厂的主厂房结构具有较大建设难度，并且承受着厂房竖向的荷　载力，加之温度的影响，裂缝问题较为突出。《火力发电厂土建结构设计技术规定》　和《混凝土结构设计规范》中分别对现浇钢筋混凝土结构最大伸缩缝间距做出了　规定，通常情况下，因为火力发电厂发电机组与各种设备的布置要求，火电厂部　分混凝土结构的长度通常会超出规定，因此火力发电厂应该使用性能更强的混凝　土，深入研究预防温度效应的措施。　（１）外界压力作用。在超长框架结构中，通常会受到风荷载、动荷载、静荷　载、水压力、土压力、自重力等压力的影响，这些具体的应力可以通过科学的计　算方式得到具体的数值。因此，在设计的过程中能够合理的控制应力的大小，受　应力发生裂缝的几率大约为ｌ５％～２０％。　（２）变形发生裂缝。超长框架结构发生变形是造成墙体裂缝的主要原因，占　据造成裂缝原因的８０％左右，加之温度效应的影响，混凝土的性能的下降，进而　造成裂缝。　２．３应对措施　１火力发电厂混凝土超长框架结构温度效应缺陷　从传统观念的角度出发，解决火力发电厂中混凝土超长框架结构温度效应的　问题应该在建设施工的过程中，适当的设置伸缩缝，但在设计的过程中存在一些　缺陷。下面分析常见的设置缺陷：　（１）在设置伸缩缝的位置中，使用双排框架，这样的安排方式不仅会降低主　厂房的美观性，还会增加火力发电厂的经济成本；　（２）在设置伸缩缝的过程中，严重影响超长框架的定性结构，同时会增加建　筑结构的复杂程度，大大降低框架结构的稳定性；　（３）设置框架的伸缩缝容易造成渗漏，而为了防止厂房发生渗漏现象，就需　要通过密封的方式进行弥补，进而增加经济成本，还会影响伸缩缝的实用性；　（４）伸缩缝很容易受到自然灾害的影响，经常发生碰撞，因此为了提高火力　发电厂超长框架的抗震效果，需要伸缩缝延伸至几十厘米，但这样的方式又会造　成更加严重的渗漏、通风等问题；　（５）在建设施工的过程中，在框架结构中设置伸缩缝将会面临较大的困难，　并且处理的步骤较为繁琐。由于火力发电厂的主厂房需要具有一定的观赏性，因　此不能将机械性、便利性的安装工艺应用在超长框架中，需要人力开展设置伸缩　缝的工作…。　（６）当火力发电厂的超长框架结构由于温度效应发生裂缝，工作人员未能及　时根据接缝的长度采取治理措施，导致裂缝逐渐扩大，影响框架结构的稳定性。　２火力发电厂混凝土超长框架结构温度效应的分析　２．１模型分析　通过模型分析，能够确保温度效应分析的精确程度，去除超长框架中的底层　跨梁，并重新划分单元网格，根据实际情况，加入适当的约束，便于他人理解。　例如：模型为１００厘米上，三维模型属于细部构建，其具体的受力情况、弹簧的　位置根据需求设定。通常情况下，左半部分梁会使用固定约束的方式，而其右半　部分则会使用滑动约束的方式，在理想的状态下，能够保障梁均衡受力，然后再　设置具体的轴力。通过计算可以发现，如果超长框架结构中的伸缩缝位于顶梁或　者跨中时，那么竖向的荷载力、温度效应便会作用在轴力上，仅此开展细部分析　工作是为了更加深入的分析温度效应对裂缝的影响，所以可以建立离散化裂缝模　型，即固定弹簧的位置，通过弹簧来传递结点之间的位置。　分析、描述超长框架结构中的裂缝宽度时，主要观察模型两个结点之间弹簧　的位移。如果弹簧一直保持自身的弹性，假设弹簧的刚度为１０８Ｎ／ｍｍ或者１．０，　虽然数值较大，但是弹簧能够平行于裂缝的实际方向，且相对位移为Ｏ；如果弹簧　的方向垂直于裂缝的方向，那么受压力、位移、弹性等因素的影响，弹簧也会保　持自身的性能，因此不需要将混凝土压碎；如果有拉力作用在弹簧上，而力与位　移呈现非线性关系，则说明超长框架中发生了裂缝的问题。当影响裂缝的因素并　未同时Ｈ｛现时，弹簧依然会保持一定的弹性，随着裂缝宽度的增加，弹簧的拉力　就会呈现下降趋势，直至为０。　２．２原因分析　通过上述模型分析可知：如果火力发电厂主厂房的框架长度为１００ｍ，从弹性　的角度出发，温度效应是影响裂缝的主要因素，结合超长框架的长度、结构、｝昆　凝土性能，采取具体的应对措施：　（１）实施科学有效的防止措施。结合当前火力发电厂建设施工的规范，需要　加强对荷载力的分析，提高超长框架的建筑稳定性。在设计过程中，要反复计算、　审核伸缩缝的最大宽度，将其控制在有效的范围内，尽可能的分散裂缝。在配筋　的过程中，尽可能的将其均匀分布，使用直径较小的钢筋并缩小之间的间距，控　制超长框架荷载力的突变，以此降低集中发生裂缝的频次。施工主厂房的过程时，　需要适当的降低人模温度，以此减少混凝土水热化的现象，提高超长框架的稳定　性。总体而言，为了预防温度效应对超长框架的影响，就需要通过科学手段提高　结构的强度、刚度，并通过合理的配筋方式降低裂缝的产生。另外，还要提高超　长框架结构的适应性，在减少结构刚度的情况下，保障其内力能够得到重新分配，　避免由于温差、沉降等原因造成裂缝。　（２）科学、合理的使用添加剂。为了能够提高火力发电厂主厂房超长框架的稳　定性，避免由于温度效应引起的裂缝，可以适当的在混凝土中添加缓凝剂、止水剂等，　以此增加混凝土自身的保水性，提高超长框架内部结构的一致性，预防由于不均匀收　缩、干缩等温度效应因素造成的裂缝。另外，在混凝土中适当的添加止水剂还能与铝　酸盐、硅酸盐等发生化学、物理反应，形成网状凝胶，以此堵塞裂　。　（３）严格选择注浆材料。在现浇混凝土灌浆的施工中，需要保障开槽内没有　油脂、浮灰，结合超长框架的渗漏面积、渗水量、裂缝宽度等，选择注浆材料的　性能，从而保障混凝土能够满足裂缝的实际需求。当防止火力发电厂的超长框架　中发生较大、较多裂缝时，为了避免方式不一造成更严重的裂缝，则可以使用钢　丝网片铺设在框架外表面的方式避免框架开裂。　（４）可适当设置膨胀混凝土加强带。膨胀混凝土加强带是采用比浇筑混凝土　高一个等级的混凝土，设置在混凝土收缩应力发生的较大的部位，增加其密实度．　提高连续浇筑混凝土的强度及抗裂、防渗性能的超长混凝土整浇浇筑技术。浇筑　前应制定浇筑、养护施工计划。补偿收缩混凝土的配合比设计应满足设计所需的　强度、膨胀性能、耐久性能等技术指标和施工工艺性能要求。补偿收缩混凝土膨　胀剂掺和量应根据设计要求的限制膨胀率经试验后确定。补偿收缩混凝土浇筑完　成后，应及时对暴露在大气中的混凝土表面进行潮湿养护，养护期不得少于１４天。　如遇冬期施工时，应编制相应的冬季施工组织措施，以免影响混凝土的性能。　３结语　综上所述，火力发电厂的超长框架结构常常由于温度效应的影响，发生裂缝，　加之建设施工的过程中存在一定的缺陷，因此需要深入分析温度效应，并采取针　对性的防治措施。以此为基础，设计人员能够深入了解温度效应对混凝土、伸缩　缝的影响，减少裂缝发生的频次，提高超长框架结构的稳固性。所以，可以将分　析、防治温度效应的方式应用在火力发电厂的建设施工中。　参考文献　【ｌ幡振达火力发电厂超长框架结构温度效应分析及裂缝控制研究【Ｄ１浙江大　学，２０１０．　在火力发电厂超长框架结构中，由于受到温度效应、荷载力等因素的影响，　或发生０．０５ｍｍ甚至以上的裂缝，其内部因素主要受材料不均匀的影响，而外部因　素主要体现在以下两点：　［２】于峰域议基于ＭｉｄａｓＧｅｎ的露天超长框架结构温度效应分析　中国勘察设　计，２０１５，０９：９２—９４．［２０１７—０８—０４１　作者简介：郎发海（１９８０年１１月一），男，汉族，青海民和人，本科学历，工程师，研究方向：土木工程，结构专业。