摘要：高溫季節澆筑混凝土時，氣溫和太陽輻射對混凝土澆筑后溫度影響大。模擬了某工程非溢流壩段碾壓混凝土的澆筑過程，就有無考慮連續太陽輻射影響下、不同持續太陽輻射時間下混凝土表面點與內部點溫度過程進行了仿真計算。結果表明：連續太陽輻射對混凝土的影響深度是有限的;由太陽輻射引起混凝土表面最高溫度升高值前期增長幅度大后期增長小。

　　關鍵詞：太陽輻射 混凝土影響深度

　　夏季混凝土施工的倉面很大, 混凝土暴露時間長, 受太陽輻射的影響嚴重。太陽輻射可使碾壓混凝土層面氣溫平均每小時上升5℃[1];澆筑季節的不同，太陽輻射對混凝土的影響差別較大;澆筑層層間歇時間，是太陽輻射對混凝土影響的直接因素;入倉溫度的高低，只影響混凝土的最高溫度，不影響有無太陽輻射下混凝土的最高溫度的差值[2]。在我國西北部分地區夏季高溫不低，太陽輻射強。本文結合具體工程實例計算了不同持續時間下太陽輻射影響表面和內部混凝土的溫度變化，對實際施工具有參考意義。

　　1.工程概況

　　黨恩水電站位于巴楚河上游，壩址海拔在2700m～4090m之間，其地理位置介于東經99°03′~99°43′、北緯29°48′~30°37′之間。因太陽輻射嚴重，夏季最高溫度不低。

　　1.1氣溫資料

　　根據提供的氣溫資料，為了便于計算，擬合出氣溫公式如下。

　　1.2太陽輻射日際變化

　　黨恩電站位于緯度在29°~31°之間，太陽輻射熱月平均值6月份最高，12月份最低，但氣溫在7月份最高，為研究在高溫情形下太陽輻射熱對混凝土的影響，故選取7月份的太陽輻射做典型分析，假定太陽輻射熱在1d內的是按余弦分布的[1],式中：0.65為混凝土表面的吸收系數[3]; 為一天之內日照延續時間，7月份取14h, 為晴天太陽輻射熱，這里取1311.2 為系數，這里取0.68; 為云量，取0.2;表面放熱系數 取62.5 。

　　2.計算模型和澆筑計劃

　　2.1計算模型

　　壩體混凝土澆筑塊，選取立方體塊 ，每3m高一倉分10個澆筑胚層。壩體單元類型為六面體8節點等參單元。為了充分考慮夏季氣溫日際變化對澆筑塊溫度場的影響，將計算步長定為1/8d (3h)。在ANSYS中建立的計算網格如圖2所示。

　　2.2材料參數

　　2.3計算工況

　　為了研究不同持續時間太陽輻射影響下對混凝土溫度的影響，采用以下4種方案進行仿真計算。工況1-4均是自然澆筑，工況1不考慮太陽輻射;工況2、3、4分別從2012-7-12開始考慮連續2、4、6天太陽輻射熱的影響。

　　3.計算結果及分析

　　為了表述方便，先對計算結果說明如下: 在澆筑塊7.5m高程，下游面表面取點A，距表面0.3m處取點B，距表面0.6m處取點C。

　　(1) 不考慮連續太陽輻射時，A、B、C三點溫度過程線均是先上升后緩慢下降;A點最高溫度16.2℃，在開始澆筑78h后達到，B點最高溫度20.0℃，在開始澆筑93h后達到;C點最高溫度23.8℃，在開始澆筑111h后達到，達到峰值后均緩慢下降;可以看出有太陽輻射時，新澆混凝土表面晝夜溫差可達6℃。因此應做好早期混凝土表面保溫養護工作。

　　(2) 考慮連續太陽輻射時，A、B、C三點溫度過程線均是波浪式上升，后下降，A點處于表面受連續太陽輻射影響最大，出現了明顯的溫度高峰與溫度低谷，差值6℃左右，高峰位置發生時間差不多是每天太陽輻射結束時，低谷位置發生時間差不多是每天太陽輻射開始時;B點也出現較明顯的溫度高峰與溫度低谷，溫度高峰與低谷之間差值1℃左右，表明太陽輻射對0.3m深度處混凝土影響較弱;C點距表面0.6m，溫度過程線中溫度高峰與溫度低谷均不明顯，但仍可見，表明0.6m深度處混凝土受太陽輻射影響微弱;太陽輻射對混凝土的影響隨深度增加而減弱，即太陽輻射對混凝土的影響深度是有限的。

　　(3) 2d連續太陽輻射下A、B、C三點最高溫度分別為24.2℃、22.6℃、23.7℃;4d連續太陽輻射下A、B、C三點最高溫度分別為25.8℃、25.0℃、25.3℃;6d連續太陽輻射下A、B、C三點最高溫度分別為26.0℃、25.4℃、25.9℃。相比較可以看出2d太陽輻射下(工況2)表面最高溫度比無太陽輻射時(工況1)高8.0℃;4d太陽輻射下(工況3)表面最高溫度比無太陽輻射時(工況1)高9.6℃;6d太陽輻射下(工況3)表面最高溫度比無太陽輻射時(工況1)高9.8℃;由太陽輻射引起的混凝土表面最高溫度升高值與太陽輻射持續時間之間并不是線性關系，總體表現為前期增長變化幅度大后期變化小。

　　4.結論

　　(1)太陽輻射對施工期混凝土表面影響最大，白天在日照下混凝土表面溫升較快，夜晚無日照溫度迅速下降。因此在太陽輻射強時段可采取倉面噴霧、遮陽等措施避免太陽輻射熱使混凝土表面溫度過高，做好早期混凝土表面保溫工作，有利于混凝土防裂。

　　(2)連續太陽輻射對混凝土的影響隨深度增加而減弱，其影響深度是有限的。由太陽輻射引起混凝土表面最高溫度升高值與太陽輻射持續時間之間并不是線性關系，總體來說，前期增長變化幅度大后期變化小。

　　參考文獻：

　　[ 1] 朱伯芳. 大體積混凝土溫度應力與控制[M ]. 北京: 中國電力出版社,1999.

　　[ 2] 黃達海, 黃偉. 太陽輻射下碾壓混凝土倉面溫度仿真計算[ J] . 人民長江, 2007, 38 ( 2) : 22- 25.

　　[ 3] 劉文燕, 耿耀明. 混凝土表面太陽輻射吸收率試驗研究. 混凝土與水泥制品, 2004,