一种拱坝温度裂缝控制装置及拱坝的制作方法

本发明涉及水工结构工程技术领域，特别是涉及一种拱坝温度裂缝控制装置及拱坝。

背景技术：

拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。与重力坝相比，在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。

随着西部大开发的快速推进，为了充分利用西南地区丰富水资源，近30年来，我国相继建成了一大批特高拱坝：二滩、溪洛渡、锦屏一级、小湾、大岗山等多座超过200m甚至达到300m的特高拱坝，其中锦屏一级拱坝高305m，成为当今世界第一高拱坝。这些高坝的建设对于水资源的充分利用起到重大作用。

拱坝在建设过程中往往由于各种原因会在内部或表面产生裂缝，其中温度变化是重要原因。拱坝建设属于大体积混凝土施工，浇筑时混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。当温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。为了防止裂缝的产生，往往采取分层浇筑、混凝土添加减水剂或者在浇筑时通过布置散热水管降温，但是由于混凝土硬化持续放热时间长，而且散热水管由于施工原因一旦造成堵塞则会影响大坝散热，而且后续需要人工维护。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种拱坝温度裂缝控制装置及拱坝，无需维护，实现有效散热，减少温度梯度变化，改善拱坝的温度裂缝。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种拱坝温度裂缝控制装置，包括空心管、导热翅片、液氨、散热翅片和密封部件，所述导热翅片位于所述空心管的一端外部，所述液氨位于所述空心管内，所述散热翅片位于所述空心管的另一端外部，所述密封部件密封所述空心管。

在本发明一个较佳实施例中，所述空心管为空心钢管。

在本发明一个较佳实施例中，所述空心管包括置液腔，所述置液腔位于所述空心管的导热翅片端的端部。

在本发明一个较佳实施例中，所述导热翅片包括多个导热翅片本体，多个所述导热翅片本体有规律垂直设置在所述空心管外表面上。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热翅片包括多个散热翅片本体，多个所述散热翅片本体有规律垂直设置在所述空心管外表面上。

在本发明一个较佳实施例中，所述密封部件为密封塞，所述密封塞塞于所述空心管的散热翅片端的端部。

提供一种拱坝，包括拱坝体和拱坝温度裂缝控制装置，所述拱坝温度裂缝控制装置为多个，多个所述拱坝温度裂缝控制装置从上到下依次排列，所述拱坝温度裂缝控制装置的导热翅片端埋入所述拱坝体中，散热翅片端露出所述拱坝体。

在本发明一个较佳实施例中，所述拱坝温度裂缝控制装置与水平方向向上呈10-20°。

在本发明一个较佳实施例中，所述拱坝体和所述拱坝温度裂缝控制装置浇筑在一起设置。

在本发明一个较佳实施例中，所述拱坝温度裂缝控制装置对称设置在所述拱坝体上。

本发明的有益效果是：本发明的拱坝温度裂缝控制装置及拱坝，利用液氨汽化后吸热，能够带走拱坝内部的热量，散热效率高，与拱坝主体整体浇筑，增加了拱坝主体的稳定性，后期维护较少，不需要过多的成本投入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的拱坝温度裂缝控制装置一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明的拱坝一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，提供一种拱坝温度裂缝控制装置，包括空心管1、导热翅片2、液氨3、散热翅片4、密封部件5和置液腔。所述空心管1为空心钢管，能够装有液氨3，不会发生化学反应。所述导热翅片2位于所述空心管1的一端外部，所述散热翅片4位于所述空心管1的另一端外部。所述导热翅片2包括多个导热翅片本体，多个所述导热翅片本体有规律垂直设置在所述空心管1外表面上。所述散热翅片4包括多个散热翅片本体，多个所述散热翅片本体有规律垂直设置在所述空心管1外表面上。所述导热翅片2具有导热的作用，所述散热翅片4具有散热的作用。

所述液氨3位于所述空心管1内，所述密封部件5密封所述空心管1。所述置液腔位于所述空心管1的导热翅片2端的端部。所述密封部件5为密封塞，所述密封塞塞于所述空心管的散热翅片4端的端部。所述空心管1内注入液氨3并用所述密封部件5密封，所述液氨3位于所述置液腔内。

请参阅图2，提供一种拱坝，包括拱坝体6和拱坝温度裂缝控制装置7，所述拱坝温度裂缝控制装置7为多个，多个所述拱坝温度裂缝控制装置7从上到下依次排列，所述拱坝温度裂缝控制装置7的导热翅片2端埋入所述拱坝体6中，散热翅片4端露出所述拱坝体6。

所述拱坝温度裂缝控制装置7与水平方向向上呈10-20°，在本实施中，所述拱坝温度裂缝控制装置7与水平方向向上呈15°。所述拱坝体6和所述拱坝温度裂缝控制装置7浇筑在一起设置，是与拱坝主体整体浇筑，提高了拱坝主体整体性。所述拱坝温度裂缝控制装置7对称设置在所述拱坝体6上，即所述拱坝温度裂缝控制装置7在所述拱坝体6上形成v型。

所述拱坝温度裂缝控制装置7通过所述空心管1内注液氨3，利用液氨受热汽化从而带走坝体内部热量。混凝土浇筑后，硬化过程中内部会释放大量的水化热，液氨受热汽化吸热，汽化后的氨气由于密度变小，汇集到所述空心管上方，热量通过散热翅片向外散发，放热后液氨液化，流到所述空心管底部，再次开始热交换，通过不断的汽化-液化过程，将混凝土内部的热量及时扩散到外部，防止了混凝土内部温度过高产生膨胀导致裂缝的产生。

本发明的有益效果是：

一、所述拱坝温度裂缝控制装置利用液氨汽化后吸热，能够带走拱坝内部的热量，散热效率高；

二、所述拱坝温度裂缝控制装置与拱坝主体整体浇筑，增加了拱坝主体的稳定性，后期维护较少，不需要过多的成本投入。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。