文档介绍：浅谈混凝土在桥梁施工裂缝中产生原因及控制探讨
浅谈混凝土在桥梁施工裂缝中产生原因及控制探讨
摘要: 随着我国桥梁技术的突飞猛进, 大体积混凝土在桥梁结构中的应用也越来越广泛。混凝土是应用最广泛最重要的工程材料之一。
关键词: 混凝土桥梁裂缝控制
中图分类号: TV543+.6文献标识码:A
近年来, 我国交通基础建设得到迅猛发展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土桥梁裂缝,对桥梁的结构破坏、表面美观及桥梁的寿命都有着重要的影响,究其原因有多方面的, 如何控制,是我们长期探讨研究的问题。
一、桥梁常见裂缝及产生的原因分析
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因, 大致可划分如下几种:
荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝, 归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。
设计计算阶段
施工阶段
使用阶段
⑵桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明, 受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集, 产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束, 设置锚头, 而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此, 若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
⑶次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起, 仅是按常规一般不计算, 但随着现代计算手段的不断完善, 次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力,不少平面杆系有限元程序均可正确计算。在设计上,应注意避免结构突变(或断面突变) , 当不能回避时, 应做局部处理, 如转角处做圆角, 突变处做成渐变过渡, 同时加强构造配筋, 转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
⑷荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出, 如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝, 往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆, 其原因往往是截面尺寸偏小。
温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时, 即是生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:
⑴年温差: 一年中四季温度不断变化, 但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调, 只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝, 例如拱桥、刚架桥等。我均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性,年温差内力计算时