بررسی رفتار سدهای بتنی قوسی تحت تغییرات دما

چکیده

سدهای بتنی قوسی، به‌ویژه از نوع دوانحنایی و نازک، به دلیل هندسه منحنی، ضخامت کم نسبت به ارتفاع و مهار شدن در تکیه‌گاه‌های سنگی، نسبت به تغییرات دمای محیط، آب مخزن و تابش خورشیدی حساسیت قابل‌توجهی دارند. در این مقاله، با تکیه بر یافته‌های گذشته - شامل یک سد قوسی بهره‌برداری‌شده در تایلند، یک سد وزنی غلتکی در حال ساخت در پاکستان، یک سد وزنی بتنی در حال ساخت در عربستان سعودی، یک سد قوسی دوانحنایی پنجاه‌ساله در هند، یک سد قوسی در حال ساخت در چین و یک سد قوسی-وزنی در اسلوونی - رفتار حرارتی و سازه‌ای سدهای بتنی قوسی و وزنی، هم در فاز بهره‌برداری و هم در فاز ساخت، به‌صورت یکپارچه مرور و تحلیل می‌شود. مکانیزم‌های اصلی انتقال حرارت شامل هدایت درون بدنه بتن، جابجایی در سطوح مجاور هوا و آب، و جذب و گسیل تابشی معرفی می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد در اقلیم‌های گرمسیری با دامنه نوسان دمایی محدود، بار حرارتی سهم نسبتاً کوچکی در تنش و تغییرشکل کلی سد دارد؛ اما در مقیاس بلندمدت و در سدهای قوسی نازک، همین بار حرارتی می‌تواند جهت جابه‌جایی تاج را به‌طور کامل معکوس کند و تنش‌های کششی موضعی قابل‌توجهی در نواحی حساس مانند گالری‌ها و سطح تماس سد-پی ایجاد نماید. در فاز ساخت نیز حرارت ناشی از هیدراتاسیون سیمان، فاصله زمانی بتن‌ریزی و دمای محیط، عوامل تعیین‌کننده‌ای در بروز تنش‌های کششی و ترک‌خوردگی احتمالی هستند. همچنین «پدیده افزایش دما پس از آب‌بندی» در سدهای تازه‌ساخت و اثر اقدامات کاهنده مانند پوشش‌های بازتابنده و سامانه‌های لوله‌ای خنک‌کننده تشریح می‌شود.