道橋的初級職稱論文(2)
道橋的初級職稱論文
副標題#道橋的初級職稱論文篇二
淺談道橋裂縫
【摘 要】本文在分析橋梁裂縫產生的機理和原因的基礎上,從設計和施工兩個方面提出了橋梁裂縫的具體控制措施,并給出了橋梁裂縫的處理對策,對實際工程具有一定的指導意義。
【關鍵詞】橋梁裂縫 混凝土
在橋梁工程中混凝土橋梁縫的種類，就基其產生的原因，主要可劃分如下幾種：
1荷載引起的裂縫
混凝土橋梁在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。
直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有：①設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算;計算模型不合理;結構受力假設與實際受力不符;荷載少算或漏算;內力與配筋計算錯誤;結構安全系數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性;設計斷面不足;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結構剛度不足;構造處理不當;設計圖紙交代不清等。②施工階段，不加限制地堆放施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式;不對結構做機器振動下的疲勞強充驗算等。③使用階段，超出設計載荷的重型車輛過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊;發生大風、大雪、地震、爆炸等。
次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。裂縫產生的原因有：①在設計外荷載作用下，由于結構物的、實際工作狀態同常規計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應力導致結構開裂。②橋梁結構中經常需要鑿槽、開洞、設置牛腿等，在常規計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據經驗設置受力鋼筋。研究表明，受力構件挖孔后，力流將產生繞射現象，在孔洞附近密集，產生巨大的應力集中。在長跨預截斷鋼束，設置錨頭，而在錨固斷面附近經常可以看到裂縫。因此，若處理不當，在這些結構的轉角處或構件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現裂縫。
2 橋梁其他因素引起的開裂
2.1 基礎變形引起的開裂
基礎變形一般為基礎空間不均勻沉降或水平方向位移,發生基礎變形后,結構物中產生附加壓力,超過結構物的抗拉強度時即產生裂縫,基礎不均勻沉降的原因有,地質試驗資料不準、地質差異大、荷載差別大、分期建造等。
2.2 鋼筋銹蝕引起的裂縫
當構件中鋼筋的混凝土保護層不足,或混凝土質量較差時,二氧化碳侵蝕鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土的堿度降低,鋼筋表面容易被混凝土中的氧氣和水銹蝕,使周圍混凝土產生膨脹壓力,使混凝土保護層開裂、剝落,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕,使混凝土有效面積減少,鋼筋與混凝土的握裹力削弱,結構承載力下降,并誘發其他形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞,鋼筋銹蝕是最后造成結構破壞的主要因素。
2.3 凍脹引起的裂縫
溫度低于零度時,混凝土出同冰凍,游離的水變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產生膨脹應力,并導致裂縫出現。當混凝土中骨料空隙多、吸水性強、骨料中含有雜質過多、水灰比偏大均導致混凝土凍脹裂縫。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹破壞的必要條件。
2.4施工工藝質量引起的裂縫
在混凝土結構中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有：①混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。②混凝土振搗不密實、不均勻、出一蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋誘蝕或其它荷載裂縫的起源點。③混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易發生裂縫，既塑性收縮性。④混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分發過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。⑤混凝土分層或分段時，接頭部位處理裂縫。⑥混凝土分層或分段時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。⑦施工時拆模過程，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
3 橋梁裂縫的溫控措施和施工現場控制
3.1溫度預測分析
根據現場混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養護方案,采用 計算 機仿真技術對混凝土施工期溫度場和溫差進行計算機模擬動態預測,提供結構沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況,制定混凝土在施工期內不產生溫度裂縫的溫控標準,進行保溫養護優化選擇。
3.2混凝土澆筑方案
采用延緩溫差梯度和降溫梯度的措施,在澆筑前經詳細計算安排分塊、分層澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度、前后澆筑的搭接時間;控制混凝土溫度并加強振搗,嚴格控制振搗時間,移動距離和插入深度,保證振搗密實,嚴防漏振和過振,確保混凝土均勻密實; 做好現場協調組織管理,要有充足的人力、物力、保證施工按計劃順利進行,保證混凝土供應,確保不留冷縫;澆筑后對大體積混凝土表面較厚的水泥漿進行必要的處理,一般澆筑后3～4h內初步用木長刮尺刮平,初凝前用鐵滾筒碾壓2遍,再用木抹子搓平壓實,以控制表面龜裂;混凝土澆灌完后,立即采取有效的保溫措施并按規定覆蓋養護。
3.3混凝土溫度監測
在混凝土內部外部設置溫度測點,設置保溫材料溫度測點及養護水溫度測點,現場溫度監測數據由數據采集儀自動采集并進行整理分析。每一測點的溫度值、各測位中心測點與表層測點的溫差值,作為研究調整控溫措施的依據,防止混凝土出現溫度裂縫。為反映溫控效果可在少數混凝土層中埋設應變計進行溫度應力檢測,應沿水平方向布置,檢測水平方向應力分量。
4 在構造設計上對橋梁裂縫采取防裂措施
(1)設計合理的結構形式,可以減少工程數量,減低水化熱。如可根據懸索橋錨碇受力特點,設計挖空非關鍵受力部分混凝土體積,利用土方壓重方案,來減少混凝土結構體積。
(2)充分利用混凝土在基坑有側限條件,在混凝土中摻加微膨脹劑,使其在基坑約束下形成一定的預壓力,補償混凝土內部溫度,收縮產生的拉應力,從而有效的避免混凝土裂縫的產生。
(3)大體積混凝土體積龐大,施工周期一般較長,依據結構受力情況可合理地確定混凝土評定驗收齡期,打破正常標準28d的評定驗收齡期,改為60d或更多天,評定驗收齡期充分考慮混凝土的后期強度,從而減低設計標號,達到減少混凝土水泥用量減低水化熱的目的。
(4)由于邊界存在約束才會產生溫度應力,采用改善邊界約束的構造設計,如遇有約束強的巖石類地基、較厚的混凝土墊層等時,可在接觸面上設滑動層來減少溫度應力,在外約束的接觸面上全部設滑動層,則可大大減弱外約束。
(5)還應重視合理有益作用,可采取增配構造鋼筋,配筋應盡可能采用小直徑、小間距,全截面含筋率控制在0.3%～0.5%之間,在混凝土表面增設金屬擴張網等有效措施,有效地提高混凝土抗裂性能。
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