混凝土的应力和应变监测布置,应根据坝型、结构特点、应力状况及分层分块的施工计划,合理地布置测点,使观测成果能反映结构应力分布及最大应力的大小和方向,以便和计算成果及模型试验成果进行对比,以及与其他观测资料综合分析。

测点的应变计支数和方向应根据应力状态而定。空间应力状态宜布置7～9向应变计,平面应力状态宜布置4～5向应变计,主应力方向明确的部位可布置单向或两向应变计。

每一应变计组旁1.0～1.5m 处应布置一支相应的无应力计。

坝体受压部位可布置压应力计,以便与应变计组相互比较,压应力计和其他仪器之间应保持0.6～1.0m 的距离。

(一)重力坝的应力和应变

(1)重力坝的应力和应变观测,应根据坝高、结构特点及地质条件选定重点观测坝段。

图4-11　重力坝观测布置示意图

(2)在重点观测坝段可布置1～2个观测断面;在观测断面上,可在不同高程布置几个水平观测截面。水平观测截面宜距坝底5m 以上;必要时另在混凝土与基岩结合面附近布置测点。

(3)同一浇筑块内的测点应不少于2点,纵缝两侧应有对应的测点;通仓浇筑的坝体其观测截面上一般布置5点。

(4)坝踵和坝趾应加强观测,除布置应力、应变观测仪器外,还应配合布置其他仪器。

(5)观测坝体应力的应变计组与上、下游坝面的距离宜大于1.5～2.0m (在严寒地区还应大于冰冻深度),纵缝附近的测点宜距纵缝1.0～1.5m。

(6)边坡陡峻的岸坡坝段,宜根据设计计算及试验的应力状态布设应变计组。

(7)表面应力梯度较大时,应在距坝面不同距离处布置测点。一般布设单向或两向应变计。

重力坝应力和应变观测布置示意图,如图4- 11所示。

(二)拱坝的应力和应变

(1)拱坝的应力和应变观测,应根据拱坝坝高、体形、坝体结构及地质条件,可在拱冠、1/4拱弧处选择铅直观测断面1～3个,在不同高程上选择水平观测截面3～5个。

(2)在薄拱坝的观测截面上,靠上、下游坝面附近应各布置1个测点,应变计组的主平面应平行于坝面。

(3)在厚拱坝或重力拱坝的观测截面上,应布置2～3个测点。拱坝设有纵缝时,测点可多于3个。

(4)观测截面应力分布的应变计组距坝面不小于1m。测点距基岩开挖面应大于3m,必要时可在混凝土与基岩结合面附近布置测点。

(5)拱座附近的应变计组数量和方向应满足观测平行拱座基岩面的剪应力和拱推力的需要,在拱推力方向还可布置压应力计。(www.daowen.com)

(6)坝踵坝趾及表面应力和应变监测的布置要求与重力坝相同。

拱坝应力和应变观测布置示意图,如图4-12所示。

(三)支墩坝的应力和应变

(1)支墩坝重点观测坝段、观测断面、观测截面和测点布置可参照重力坝进行设计。

图4-12　拱坝观测布置示意图

(2)支墩坝挡水部分的应力和应变监测,应根据应力计算和试验成果布置测点。

(四)混凝土面板的应力和应变

(1)面板混凝土应变观测的测点按面板条块布置,并宜布置于面板条块的中心线上。设置测点的面板条块不宜少于3～5个,其中1个应为面板中部最长的条块。

无应力观测点的布置,一般仅限于相应应力观测的面板中部最长的条块,且测点数不宜少于3～5个,其布置高程应同相应应力测点对应。当坝顶较长时,可适当增加无应力观测的面板条块。

(2)Ⅰ、Ⅱ级工程或当有特殊需要时,可在面板条块预计拉应力区顺面板坡向布置钢筋应力测点。

(3)面板混凝土应变观测,各测点的观测仪器应成组布置,并位于同面板平面平行的同一平面内。一般应布置二向仪器组。其中一个顺坡方向,一个呈水平方向,二者夹角90°。

混凝土面板应力和应变观测布置示意图,如图4-13所示。

图4-13　混凝土面板应力和应变观测布置示意图

—应变计组; —无应变计

(五)无应力计的布置

无应力计与相应的应变计组距坝面的距离应相同。无应力计与应变计之间的距离一般为1.5m;无应力计筒内的混凝土应与相应的应变计组处的混凝土相同,其温度和湿度条件亦应相同。

无应力计的筒口宜向上;当温度梯度较大时,无应力计轴线应尽量与等温面正交。