太阳辐射条件下冰温度膨胀力对某水库放水塔工作桥柱裂缝的影响

摘要

寒冷地区冬季水工建筑物受冰温度膨胀力破坏严重,为研究不同方位角处太阳辐射量对混凝土柱裂缝开展的影响规律,结合某水库放水塔工作桥裂缝实测结果,采用冰热力耦合理论及扩展有限元方法模拟了混凝土柱12h冰盖升温膨胀对工作桥混凝土柱的挤压破坏过程。结果表明,模拟裂缝开展深度与现场实测结果基本吻合;阳面(方位角为30°)冰盖瞬时吸收的太阳辐射量最大值为阴面(160°)的1.3倍;由于太阳辐射,冰盖上表面逐小时温度变化值增大为未加入前的1.8倍;温度变化较大与阴面冰盖吸收的太阳辐射较少有关,阴面冰盖升温膨胀挤压混凝土柱产生的裂缝深度值为阳面的3倍。研究成果可为寒冷地区抗冰冻设计提供借鉴。