水泥混凝土桥梁施工裂缝的产生及控制.pdf
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1、M a i nt e na n c eM ac h i ne 养 r y C 机 on 械 s t r uc & t i o n 施 Te 工 c hn 技 ol o 术 gy R 月 I I _ _ l l IM 水泥混凝土桥梁施工裂缝 的产生及控制 Re s e a r c h on G e ne r a t i o n a nd Cont r o l of C0 ns t r uc t i 0n Cr a c k on Re i nf or c e d Conc r e t e Br i dg e 彭 荣 贵 PENG Rong gu 信 阳 市 公 路 管 理 局 , 河 南 信 阳
2、4 6 4 0 0 0 Hi ghw ay M anagem en t Bu r eau of Xi nyang Cit y, Xi ny ang 464000,Hen an,Chi na 【摘要 】 对 水泥 混 凝 土桥 梁 裂 缝 产 生 的主 要 原 因进 行 了分析 , 重 点 分析 了施 工过 程 中结构 性 裂 缝和 非结 构 性裂 缝 产 生 的 原 因 根 据 不 同 裂 缝 的 成 因提 出 了相 应 的 控 制 措 施 , 为 混 凝 土 桥 梁 施 工 过 程 中 的 裂 缝 控 制 提 供 了 参 考 依 据 。 【 Ab s t r a c t 】 T h e ma
3、 i n r e a s o n s f o r g e n e r a t i o n a n d c o n t r o l o f c r a c k o n t h e r e in f o r c e d c o n c r e t e b r i d g e we r e a n a l yz edThe gener a t i on r eas on of s t r uc t u r aI cr acks an d non s t r uct u r aI cr a ck s w er e hi ghl ight ed,acc or di ng t o w hich t he
4、cor r espondi ng cont r ol m easur es w er e put f or w a r d The r esult s can pr ovide r ef er ence t o cr ack cont r ol f or br idg e c on s t r u c t ion i n o t h er p r o j e c t s 【关键 词 】 混凝 土桥 梁 ; 裂 缝 ; 成 因 ; 控 制措 施 【 K e y wo r d s】 c o n c r e t e b r i d g e ; c r a c k ; c a u s e ; c o
5、n t r o l me a s u r e 中 图 分 类 号 : U4 4 5 7 文 献 标 志 码 : B 文 章 编 号 : 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 6 3 0 3 0 引 言 在 使 用 混 凝 土 材 料 进 行 建 筑 结 构 、 公 路 、 桥 梁 及 隧 道 等 工 程 建 设 中 , 混 凝 土 开 裂 是 最 常 见 的 一 种 病 害 , 已成 为 影 响 工 程 结 构 使 用 寿 命 的 重 要 影 响 因 素 之 一 。 在 混 凝 土 桥 梁 结 构 上 产 生 的 各 种 各 样 的 裂 缝 ,形 成 的 原 因
6、 千 差 万 别 因 此 其 危 害 性 也 有 显 著 的 差 异 。 如 何 提 高 混 凝 土 的 外 观 质 量 , 减 少 裂 缝 , 是 建 设 单 位 、 监 理 部 门 及 施 工 企 业 要 解决 的 重点 问题 。 裂缝 可 分 为结 构性 裂 缝及 非结 构性 裂 缝 两 大 类 1 水 泥 混 凝 土 桥 梁 施 工 裂 缝 产 生 原 因 1 1 结 构 性 裂 缝 的 形 成 原 因 设 计 结 构 裂 缝 是 指 设 计 时 采 用 的 结 构 型 式 在 载 荷 作 用 下 必 然 会 产 生 的 裂 缝 ,如 非 预 应 力 的 预 制 梁 板 及 非 预 应
7、 力 现 浇 连 续 箱 梁 等 。 虽 然 在 施 工 时 针 对 这 种 型 式 设 置 了 预 拱 , 但 在 载 荷 作 用 下 , 预 拱 消 失 后 梁 底 抗 拉 区 的 混 凝 土 最 终 还 是 要 开 裂 的 。 非 预 应 力 现 浇 连 续 箱 梁 还 会 在 梁 顶 负 弯 矩 区 产 生 裂 缝 。 这 种 裂 缝 是 正 常 的 、 安 全 的 , 但 裂 缝 的 宽 度 应 J 、 于 0 2 0 mm或 在 设 计 规 定 的 范 围 内 , 若 超 过 这 个 范 围 , 那 么 裂 缝 就 不 正 常 了 , 需 要 对 其 成 因及 安 全 性 作 进
8、一 步 分 析 和 鉴 定 。 施 工 结 构 性 裂 缝 是 指 由于 施 工 原 因造 成 的 结 构 性 裂 缝 , 如 预 应 力 结 构 的 张 拉 裂 缝 、 普 通 钢 筋 混 凝 土 连 续 箱 梁 支 架 拆 除 过 程 中 产 生 的 裂 缝 等 。预 应 力 结 构 的 张 拉 裂 缝 一 般 是 由 于 锚 垫 板 位 置 未 按 设 计 位 置 布 置 、 锚 垫 板 后 螺 旋 筋 没 有 顶 牢 锚 垫 板 、 锚 垫 板 混 凝 土 不 密 实 或 混 凝 土 强 度 未 达 到 设 计 或 规 范 规 定 的 张 拉 强 度 时 进 行 张 拉 等 原 因 造
9、 成 的 ;普 通 钢 筋 混 凝 土 连 续 箱 梁 拆 架 过 程 中 产 生 的 裂 缝 是 由于 落 架 顺 序 不 当 或 落 架 时 间 过 长 引 起 的 因 为 一 联 箱 梁 落 架 不 可 能 在 瞬 间 完 成 有 一 个 从 简 支 梁 到 连 续 梁 的 受 力 体 系 以 接 近 设 计 受 力 体 系 的 方 式 进 行 转 换 , 那 么 连 续 梁 的 负 弯 矩 区 在 简 支 过 程 中 梁 底 是 肯 定 要 产 生 横 向 裂 缝 的 1 2 非 结 构 性 裂 缝 的 形 成 原 因 1 2 1 混 凝 土 收 缩 引 起 的 裂 缝 混 凝 土 收
10、 缩 所 产 生 的 裂 缝 是 最 常 见 的 一 种 裂 缝 包 括 塑 性 收 缩 、 缩 水 收 缩 、 自生 收 缩 和 碳 化 收 缩 等 , 实 际 中 以 前 两 种 收 缩 裂 缝 为 主 。 混 凝 土 浇 注 4 5 h 后 , 水 化 反 应 激 烈 , 逐 渐 形 成 分 子 链 , 水 分 急 剧 蒸 发 , 骨 料 下 沉 , 混 凝 土 f MCM 蒸 妻 M a c 施h in e工 ry 技& C术 o n 咖 i。 。 h 硬 化 尚 未 完 成 , 此 时 发 生 的 收 缩 称 为 塑 性 收 缩 。 骨 料 下 沉 中 受 到 钢 筋 阻 挡 , 形
11、 成 沿 钢 筋 方 向 的 裂 缝 , 此 即 为 塑 性 收 缩 裂 缝 。 混 凝 土 初 步 硬 化 完 成 后 , 表 层 水 分 逐 渐 蒸 发 湿 度 逐 渐 降 低 混 凝 土 体 积 逐 渐 减 小 , 称 为 缩 水 收 缩 混 凝 土 内 外 收 缩 不 均 匀 表 面 收 缩 大 因 此 会 受 到 内部 混 凝 土 的 约 束 , 表 面 混 凝 土 将 会 承 受 拉 力 , 超 过 抗 拉 强 度 后 , 便 会 产 生 收 缩 裂 缝 。 1 2 2温 度 变 化 引 起 的 裂 缝 1 水 化 热 出 现 在 施 工 过 程 中 , 大 体 积 混 凝 土 (
12、 最 J 边 厚 度 超 过 2 0 m的 结 构 物 ) 浇 注 之 后 由 于 水 泥 水 化 放 热 致 使 内 部 温 度 很 高 , 内 外 温 差 太 大 , 导 致 表 面 出 现 裂 缝 。 混 凝 土 内 部 的 最 高 温 度 , 多 发 生 在 浇 注 后 的 3 5 d: 混 凝 土 的 内 部 与 表 面 温 差 过 大 时 ,就 会 产 生 温 度 应 力 和 温 度 变 形 。 温 度 应 力 与 温 差 成 正 比 温 差 越 大 温 度 应 力 也 越 大 。 当 混 凝 土 的 抗 拉 强 度 不 足 以 抵 抗 该 温 度 应 力 时 , 便 开 始 产
13、生 温 度 裂 缝 。 施 工 中 应 根 据 实 际 情 况 , 尽 量 选 择 水 化 热 低 的 水 泥 限 制 水 泥 单 位 用 量 减 少 骨 料 入 模 温 度 , 降 低 内 外 温 差 并 缓 慢 降 温 , 必 要 时 可 采 用 循 环 冷 却 系 统 进 行 内 部 散 热 或 采 用 分 层 浇 注 的 方 法 , 薄 层 连 续 浇 注 以 加 快 散 热 【 。 ( 2 )蒸 汽 养 护 或 冬 季 施 工 时 施 工 措 施 不 当 , 混 凝 土 骤 冷 骤 热 , 内外 温 度 不 均 , 易 出 现 裂 缝 。 外 界 温 度 下 降 , 尤 其 是 骤
14、降 。会 大 大 增 加 外 层 混 凝 土 与 混 凝 土 内 部 的 温 度 梯 度 , 产 生 温 差 应 力 , 造 成 混 凝 土 出 现 裂 缝 。 因 此 控 制 混 凝 土 表 面 温 度 与 外 界 气 温 温 差 也 是 防 裂 缝 的 重 要 一 环 。 同 时 注 意 制 定 一 个 完 善 的 蒸 汽 养 护 或 冬 季 施 工 方 案 也 会 减 少 此 类 裂 缝 的产 生 。 1 23 基 础 变 形 引起 的 裂 缝 桥 梁 工 程 一 般 跨 度 大 , 宽 度 窄 , 基 础 易 产 生 纵 向 不 均 匀沉 降 或水 平 方向位 移 即使 是很 小 的数
15、值 也 会在 结 构 中 引 起 较 大 的 附 加 应 力 , 一 旦 超 出 结 构 的 抗 拉 能 力 , 就 会 发 生 开 裂 。 基 础 沉 降 变 形 的 主 要 原 因 有 地 质 差 异 太 大 、 勘 察 不 详 、 结 构 荷 载 或 基 础 类 型 差 别 太 大 。 1 2 4 施 工 质 量 问题 引起 的 裂 缝 施 工 质 量 问 题 引 起 裂 缝 包 括 以 下 几 方 面 : 支 架 地 基 未 压 实 、 基 础 承 载 力 不 够 , 浇 注 混 凝 土 后 支 架 产 生 不 均 匀 沉 降 ; 支 架刚度 、 强度 、 稳定 性 不足 或模板 刚度
16、 不足 , 混 凝 土 自重及 侧 向几力迫 使模板 变形 :过早拆模 或野 蛮拆模 ; 混 凝 土搅 拌 、 运输时 间长 , 引起 混凝土 坍落度 过低 , 和 易性 不 好 : 混 凝 土 配 合 比 不 符 合 规 范 要 求 , 水 泥 、 碎 石 、 砂 、 外 加 剂 、 外掺料 等不符 合规范 要 求 ; 擅 自更 改设计水灰 比, 从 而 导 致 混 凝 土 凝 结 硬 化 时 收 缩 量 增 加 : 混 凝 土 未 能 严 格 按 规 范 要 求 分 层 、 分 段 浇 注 , 混 凝 土 浇 注 不 连 续 : 施 工 缝 处 理 不 到位 : 混凝 土 振 捣 不 密
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