道橋的初級(jí)職稱論文(2)
道橋的初級(jí)職稱論文
副標(biāo)題#道橋的初級(jí)職稱論文篇二
淺談道橋裂縫
【摘 要】本文在分析橋梁裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和原因的基礎(chǔ)上,從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)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(duì)策,對(duì)實(shí)際工程具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)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(chǎn)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(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來(lái)主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。
直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：①設(shè)計(jì)計(jì)算階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算;計(jì)算模型不合理;結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符;荷載少算或漏算;內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性;設(shè)計(jì)斷面不足;鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)剛度不足;構(gòu)造處理不當(dāng);設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)充驗(yàn)算等。③使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛過(guò)橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊;發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。
次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：①在設(shè)計(jì)外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的、實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。②橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開(kāi)洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長(zhǎng)跨預(yù)截?cái)噤撌?，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。
2 橋梁其他因素引起的開(kāi)裂
2.1 基礎(chǔ)變形引起的開(kāi)裂
基礎(chǔ)變形一般為基礎(chǔ)空間不均勻沉降或水平方向位移,發(fā)生基礎(chǔ)變形后,結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生附加壓力,超過(guò)結(jié)構(gòu)物的抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生裂縫,基礎(chǔ)不均勻沉降的原因有,地質(zhì)試驗(yàn)資料不準(zhǔn)、地質(zhì)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(dāng)構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層不足,或混凝土質(zhì)量較差時(shí),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(chǎn)生膨脹壓力,使混凝土保護(hù)層開(kāi)裂、剝落,沿鋼筋縱向產(chǎn)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(jié)構(gòu)承載力下降,并誘發(fā)其他形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,鋼筋銹蝕是最后造成結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。
2.3 凍脹引起的裂縫
溫度低于零度時(shí),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(chǎn)生膨脹應(yīng)力,并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。當(dāng)混凝土中骨料空隙多、吸水性強(qiáng)、骨料中含有雜質(zhì)過(guò)多、水灰比偏大均導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。
2.4施工工藝質(zhì)量引起的裂縫
在混凝土結(jié)構(gòu)中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見(jiàn)的有：①混凝土保護(hù)層過(guò)厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)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(shí)、不均勻、出一蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋誘蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。③混凝土流動(dòng)性較低，在硬化前因混凝土沉實(shí)不足，硬化后沉實(shí)過(guò)大，容易發(fā)生裂縫，既塑性收縮性。④混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使水分發(fā)過(guò)多，引起混凝土塌落度過(guò)低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。⑤混凝土分層或分段時(shí)，接頭部位處理裂縫。⑥混凝土分層或分段時(shí)，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。⑦施工時(shí)拆模過(guò)程，混凝土強(qiáng)度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。
3 橋梁裂縫的溫控措施和施工現(xiàn)場(chǎng)控制
3.1溫度預(yù)測(cè)分析
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養(yǎng)護(hù)方案,采用 計(jì)算 機(jī)仿真技術(shù)對(duì)混凝土施工期溫度場(chǎng)和溫差進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè),提供結(jié)構(gòu)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(nèi)不產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)優(yōu)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(jīng)詳細(xì)計(jì)算安排分塊、分層澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長(zhǎng)度、前后澆筑的搭接時(shí)間;控制混凝土溫度并加強(qiáng)振搗,嚴(yán)格控制振搗時(shí)間,移動(dòng)距離和插入深度,保證振搗密實(shí),嚴(yán)防漏振和過(guò)振,確保混凝土均勻密實(shí); 做好現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)組織管理,要有充足的人力、物力、保證施工按計(jì)劃順利進(jìn)行,保證混凝土供應(yīng),確保不留冷縫;澆筑后對(duì)大體積混凝土表面較厚的水泥漿進(jìn)行必要的處理,一般澆筑后3～4h內(nèi)初步用木長(zhǎng)刮尺刮平,初凝前用鐵滾筒碾壓2遍,再用木抹子搓平壓實(shí),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(guī)定覆蓋養(yǎng)護(hù)。
3.3混凝土溫度監(jiān)測(cè)
在混凝土內(nèi)部外部設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn),設(shè)置保溫材料溫度測(cè)點(diǎn)及養(yǎng)護(hù)水溫度測(cè)點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集儀自動(dòng)采集并進(jìn)行整理分析。每一測(cè)點(diǎn)的溫度值、各測(cè)位中心測(cè)點(diǎn)與表層測(cè)點(diǎn)的溫差值,作為研究調(diào)整控溫措施的依據(jù),防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。為反映溫控效果可在少數(shù)混凝土層中埋設(shè)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行溫度應(yīng)力檢測(cè),應(yīng)沿水平方向布置,檢測(cè)水平方向應(yīng)力分量。
4 在構(gòu)造設(shè)計(jì)上對(duì)橋梁裂縫采取防裂措施
(1)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式,可以減少工程數(shù)量,減低水化熱。如可根據(jù)懸索橋錨碇受力特點(diǎn),設(shè)計(jì)挖空非關(guān)鍵受力部分混凝土體積,利用土方壓重方案,來(lái)減少混凝土結(jié)構(gòu)體積。
(2)充分利用混凝土在基坑有側(cè)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(yù)壓力,補(bǔ)償混凝土內(nèi)部溫度,收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而有效的避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。
(3)大體積混凝土體積龐大,施工周期一般較長(zhǎng),依據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況可合理地確定混凝土評(píng)定驗(yàn)收齡期,打破正常標(biāo)準(zhǔn)28d的評(píng)定驗(yàn)收齡期,改為60d或更多天,評(píng)定驗(yàn)收齡期充分考慮混凝土的后期強(qiáng)度,從而減低設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào),達(dá)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(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,采用改善邊界約束的構(gòu)造設(shè)計(jì),如遇有約束強(qiáng)的巖石類地基、較厚的混凝土墊層等時(shí),可在接觸面上設(shè)滑動(dòng)層來(lái)減少溫度應(yīng)力,在外約束的接觸面上全部設(shè)滑動(dòng)層,則可大大減弱外約束。
(5)還應(yīng)重視合理有益作用,可采取增配構(gòu)造鋼筋,配筋應(yīng)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(shè)金屬擴(kuò)張網(wǎng)等有效措施,有效地提高混凝土抗裂性能。
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