砌石重力式U型桥台侧墙裂缝成因分析
U台开裂成因分析及处治方案
图 1 右幅桥 0 # 台 裂 缝分 布 示 意 图 ( 前墙 )
模型 : 桥 台前墙模型 、 桥台侧墙模 型 、 u型桥台整体模型。
经计算分析 , 前 墙 模 型 在 桥 面 铺 装 以及 桥 台 搭 板 和铺 作
裂缝 , 裂缝随后发展较快 , 在填土结束后 已基本趋于稳定 。
经 现场测量 , 本桥 4个桥 台前墙 的均 出现分 布状裂缝 , 有2 个桥 台在前墙与侧墙相交处 ( 钝角) 处 出现通缝。以右 幅 O # 台 为例 : 前墙裂缝分布见图 1 , 最大裂缝为 A 1 7 , 宽0 . 6 8 mm; 侧 墙
机架设 。U台台身高 1 0 m, 冒石底 至成 台顶为 7 . 5 m, 侧墙 、 前
墙墙顶厚度均为 0 . 5 m, 前 墙墙 背坡 度 为 3 . 0 6 4: l , 侧 墙 墙 背 坡
析, 其 中右幅 0 拌 台共钻 取 3个样 本 , 试件 尺寸 均为 1 0 0 mm× 1 0 0 m m。经实验 , 前墙样本混凝土强度为 3 1 . 4 MP a , 小于设计 值3 5 MP a , 未能满足设计要求。 3 ) 本桥 u台前墙斜宽为 3 1 . 9 m, 斜交角度为 5 0 。 , 桥宽 、 斜 交角度均较大 , 基于 以上原 因, 笔者亦对桥 台进 行有限元分析 , 以在更深层次分析桥 台开裂 的机 理。计算工 具采用 大型有 限
元软件 A n s y s 进 行 桥 台 的计 算 分 析 , 桥 台 结 构 本 构 关 系 全 部 采
度 为 3: 1 , 台身材料 为 C 3 5混凝土 , 2 0 1 4年 8月完成浇筑 , 台背 填土在 2 0 1 4年 1 O月填筑。2 0 1 4年 1 O月 2 3 t 3, 发现 台身出现
重力式U型桥台的验算及裂缝分析
浅谈重力式U型桥台的验算及裂缝分析摘要:在u型桥台的建设过程中经常出现问题,u型桥台主要的受力部分为前墙,因此前墙的设计及施工对整个桥台的结构是最重要的,本文通过近年来实际工程中出现了大量的不同裂缝、破损和倾覆等,这些问题对桥梁的正常使用造成了不可估量的影响。
关键词:重力式u型桥台;稳定性;开裂中图分类号: u445 文献标识码: a 文章编号:1、引言重力式桥台台后的土压力主要靠自重来平衡,故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并用就地浇筑的方法施工。
u形桥台因其台身是由前墙和两个侧墙构成的u字形结构而得名。
其优点是构造简单,可以用混凝土或片、块石砌筑。
缺点是桥台体积和自重较大,也增加了对地基的要求,此外,桥台的两侧之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝。
所以宜用渗水性较好的土夯填,并做好台后排水。
因此,u型桥台在工程实施中存在的病害较多,一些桥梁在交付使用后不久甚至在施工过程中就产生各种严重问题,不仅影响公路的正常使用,而且维修加固也要耗费高额费用。
2、设计算例本文根据某特大桥为工程背景,大桥为大跨度波形钢腹板预应力混凝土刚构桥,其跨径布设为85+148+85米,桥梁起点桩号k22+336.962,跨中桩号k22+503,终点桩号k22+665.013,全长326米,桥面总宽12米,桥面行车道宽11米,两侧各设0.5米宽的防撞护栏。
两幅桥梁总面积7488平方米。
道路等级:高速道路;计算行车速度:80km/h;3、前墙的计算u型桥台设计方面主要要考虑前墙。
u型桥台的主要的受力部分为前墙,在宽度较大的桥台中,在前墙的一定位置设置了必要的变形缝后,其质量一般也能保证。
对于高度较大的桥台,地基和前墙前边的墙身的应力往往较大,为了改变这种应力分析状况,使其受力更合理,应当加宽基础襟边,同时前墙设置或者的前坡。
3.1 土压力的计算挡土结构物上受到的土压力和挡土结构与填土相对位移紧密相关。
重力式U型桥台开裂原因
( 1 .S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e , Ch o n g q i n g J i a o t o n g Un i v e r s i t y ,Ch o n g q i n g 4 0 0 0 7 4, Ch i n a ;2 . Ch o n g q i n g
第 1 5 卷第 4期
2 0 1 3年 7月
通
科
技
与
经
济
Vo l _ l 5。 No . 4
Ec o n o my i n Ar e a s o f Co m mu n i c a t i o n s
J u 1 ., 2 0 1 3
重 力 式 U 型 桥 台 开 裂 原 因
我 国设计规 范从结构 的整体抗力 、 抗滑 和抗倾稳 定性 、 地基 承载 力验 算等 方面 进行 验算 , 但 是没 有验算 其产 生 的 土压力对侧墙 、 前 墙的影 响。现实 中, 桥 台前 墙和 侧墙 连接 处 出现裂 缝 , 许多 桥 台的开 裂正 是 由于 台内填料 的土 压力引起 的 , 为此本文将通 过专业软件 考虑土 压力 的影 响 , 采用 实体 单元 , 进 行 分析得 到填 料土 压力 对前 墙作用
Ur b a n I n t e r g r a t e d Tr a n c f e r Hu b ( Gr o u p )Co . , I t d,Ch o n g q i n g 4 0 0 0 1 0 , Ch i n a )
Ab s t r a c t : U— s h a p e d a b u t me n t i s u s u a l l y u s e d i n b r i d g e e n g i n e e r i n g . Th e f r o n t wa l l i s t h e mo s t i mp o r t a n t p a r t o f t h e b r i d g e a b u t me n t d e s i g n,b e c a u s e i t i s c h i e f s t r e s s e d p a r t .De s i g n s p e c i f i c a t i o n s i n Ch i n a t a k e t h e wh o l e r e s i s t a n c e ,s k i d r e s i s t a n c e ,s t a b i l i t y,f o u n d a t i o n b e a r i n g c a p a c i t y c a l c u l a t i o n a n d S O o n i n t o a c c o u n t , wi t h o u t c o n s i d e r i n g t h e i n f l u e n c e o n t h e s i d e wa l l a n d f r o n t wa l l c a u s e d b y s o i l p r e s s u r e . Ac t u a l l y t h e c r a c k o f t e n a p p e a r s o n s i d e wa l l a n d f r o n t wa l 1 . Ma n y o f t h e a b u t me n t c r a c k i n g a r e c a u s e d b y f i l l e r s o i l
重力式码头胸墙面层约束裂缝的防治技术
重力式码头胸墙面层约束裂缝的防治技术重力式码头胸墙是码头结构中非常重要的一部分,其胸墙面层的约束裂缝是一个常见的问题。
胸墙面层约束裂缝的出现会对码头结构的安全稳定造成影响,因此需要采取一定的防治技术来解决这一问题。
本文将就重力式码头胸墙面层约束裂缝的防治技术进行探讨。
一、胸墙面层约束裂缝的成因1. 材料问题:胸墙面层材料的质量问题是导致约束裂缝的一个重要原因。
如果胸墙面层材料的质量不合格或者存在瑕疵,就会加速胸墙面层的老化和开裂现象。
2. 地基沉降:码头结构所处的地基沉降也是导致胸墙面层约束裂缝的一个重要原因。
地基沉降会导致码头结构发生变形,从而加剧胸墙面层的开裂。
3. 外部温度影响:外部温度的变化也会对胸墙面层约束裂缝产生影响。
在高温和低温交替的情况下,胸墙面层材料会因为温度变化发生膨胀和收缩,从而引起约束裂缝。
4. 设计问题:胸墙面层的设计不合理也是导致约束裂缝的原因之一。
如果胸墙面层的设计结构不合理,就会导致约束裂缝的出现。
1. 选择合适的材料:在胸墙面层的施工中,应该选择质量好、材料均匀、抗压性能好的材料。
这样可以大大减小胸墙面层约束裂缝的发生概率。
2. 加强地基处理:在码头结构地基处理过程中,应该加强对地基的处理工作,防止地基沉降导致的胸墙面层约束裂缝。
3. 控制温度变化:在胸墙面层施工过程中,应该控制好温度变化。
可以采用遮蔽和保温的方法,减小温度变化对胸墙面层的影响。
4. 合理设计:在设计胸墙面层的结构时,应该根据实际情况进行合理的设计,避免结构不合理引起约束裂缝。
重力式码头胸墙面层约束裂缝的防治技术是一个综合性、系统性的工程问题。
在实际工程建设过程中,需要从多个方面进行防治,才能有效地解决胸墙面层约束裂缝的问题。
希望本文的内容能够对相关工程技术人员有所帮助,使他们在实际工程实践中能够更好地解决相关问题。
浅议U型桥台裂缝成因及预防措施
罗元元 杨雨 宗继春 刘宏进 中国建筑第六工程局有限公司 天津 3 0 0 0 0 0
【 擒要 】 u 型桥 台因其结构简单, 受力明确, 施 工方便等特点, 而被 广 凝 时间、 改善混 凝土 的粘 塑性 、 降低混凝 土释放 的水化 热量。 泛 运用于公路桥 梁建设中 , 但 由于其体 积大, 施工中 会 由于混凝土水化热、 ( 3 ) 加 快水化热散失 混凝 土收缩、 地 基承 载力不足等引起 结构裂缝。本文结合 河南省三 门峡至 根据 U型桥台的结 构特点 , 将桥台进行合 理分层 , 逐层进行混 凝 土 渐川高速公路_ 卢氏至西坪段U 型桥台工程实践, 简要分析U 型桥台裂缝成因, 浇筑, 通 过对 浇筑 间隔的合理安 排 , 可 以有 效减 小混凝 土早期温 差 , 从 并提 出有针对性 的预防措施 , 供施 工技 术人 员参考。 而防止温度 应力的产生 。 合理加 配温 度构造 钢筋 , U 型桥 台基本为纯 混 【 关键词 l u 型桥台; 大体积混凝土; 温度 应力; 裂缝 凝 土结 构 , 如 果在 施工 之前在 结构 物 内部 对称 布置一定数 量 的温度 构 造 钢 筋, 利用 钢筋 的 良好 导热 特性 , 可 以加 快结 构 物 内部水化 热的 传 1 、 前言 导。 同时 由于 钢筋与混 凝土 的热膨胀 系数相差不大 , 因此钢筋也可 以分 U 型桥 台是 重力式桥 台的一种 , 依靠自 身重 力平 衡 台后土 压 力。 桥 散 混凝土 的温度应 力, 从而 避免裂缝 的开展, 并约束 已有裂缝 的发 展。 台 由前墙 和两侧 墙组 成, 在结 构上呈u字形 , 前墙 既承受来 自 桥跨 的结 在混 凝土 内部埋设 降温 水管, 在混 凝土浇 筑4 — 5 个小时 左右 ( 水化 反应 构 作用力 , 又 承受 台后路 基的土 压力。 两侧墙分 别承受两侧 的土 压力。 最激 烈的 时候) 通冷 却水 , 吸收水化热 , 从而达 到降低 混凝土 内部温 度 河 南省 三门峡至 浙川高速公路卢 氏至西坪 段工程 位于秦岭 山区腹 的 目 的。 降温 水管 要在混 凝土 内均匀 布置, 要控 制好 降温 速度 , 防止在 地, 地 形起 伏大 , 地 质情况复杂 , 施 工条件 较差。 因此U 型桥台这种 结构 混凝土 内部 不同区域 形成过大温 差, 造成 新的温度应 力分布 。 ( 4 ) 控制混凝土 出机温度 简单 , 受力明确 , 施 工方便的桥 台类 型。 在该 项 目 得到 了广泛应 用。 但由 混 凝土 的出机温 度直 接影 响到混 凝土 内部最高 温度 , 根 据施 工经 于其体 积较 大 , 会 由于 混凝 土水化 热、 混 凝土 收缩 、 地基承 载力不足等 原 因引起 结构裂缝 。 本文结合现场 实际施工过程 , 对裂缝 成 因进行简要 验和混 凝土 热 力学 公式 , 影响 混凝 土 出机 温度 最主要 的因素 是集料 温 分析 , 并提 出有针对 性的预防 措施 , 供施 工技 术人员参考 。 度和水 的温 度。 在 集料堆 积区修筑 遮阳棚 , 避 免阳光直 接照射集 料, 并 做好 通风 措施 , 防止 热量 积聚 。 在集 料进 入搅 拌 罐前 可以通 过掺入 冰 2 裂 缝 的分 类 和成 因 U 型桥 台的裂缝 有两种 , 一种是微 观 裂缝 , 一种 是宏 观裂 缝 。 微观 屑的做法, 为集料降温 。 拌合用水也要避免阳光直接 照射, 若水温过 高, 裂 缝要通过检 测仪器才能量测 , 这种 裂缝分布不规则 , 对结构物 的影响 可以通过在 水中加 入冰块 的方法为 水降温 , 但 水温不得过低 , 以免影 响 不大 。 宏观 裂缝分 为表 层裂缝 、 深 层裂缝和 贯穿裂缝 。 表 层裂缝对 结构 混凝土拌 合。 物 影响 不大, 但要及 时进行处 理 , 防止 其继 续发育。 深 层裂 缝和 贯穿裂 3 . 2 控 制混 凝土收缩 缝 是严重 影响 结构 寿命 和受 力状 态 的两种 裂缝 , 施 工中必 须要 采取预 通过控制混 凝土的收缩可 以有效 降低收缩应力 , 预防裂缝的 出现 , 防措施 进 行控制 。 经总结 和分析 对 U型桥 台裂 缝成 因影响 较大 的有 以 控制 表层 裂缝 的发 展 。 影 响混 凝 土收缩 的 因素有很 多 , 包 括集 料 的粒 径、水泥 的种 类、 结 构物 裸 露于 自然界 的时 间、空气的湿 度 、 外加 剂及 下 三个因素 。
U型桥台裂缝成因分析与治理方法
U型桥台裂缝成因分析与治理方法2008-11-6 13:50【大中小】【打印】【我要纠错】U 型桥台是目前公路桥梁中使用较多的一种重力式桥台,它主要依靠自身的重量来平衡台后的土压力,台体多采用石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并采用现场砌(浇)筑的方法进行施工。
本文将介绍U 型桥台经常出现的裂缝类型,阐明产生裂缝的原因,并简要介绍防治和加固的方法。
1.U 型桥台病害最容易发生的便是台后路面开裂,并经常呈现路面的凹陷病害,出现这种现象的主要原因是台后填土施工不规范。
如在桥台台后填土时,每层填土厚度太厚,填土又不能压实,更有甚者,直接将大块石头填入台内,使其压实度达不到要求,通车以后,填料发生沉降,出现台后路面开裂并凹陷现象。
如果路面出现横向裂缝,应该密切注意其发展情况,应分析是否发生了桥台台身的沉降或位移;如果台后路面出现裂缝,并有路面隆起时,这可能是台前水平推力过大引起的,这种情况一般出现在拱桥的U 型桥台。
2.桥台前墙中部出现竖向裂缝,其主要原因有两种。
原因一:基础松软,或出现不均匀沉降所致,这类裂缝一般下宽上窄,往往会一直延伸至基础底部。
原因二:对于材料为水泥混凝土浇筑的宽桥台,混凝土浇筑后常在表面出现裂缝,裂缝规则性不强,但以竖向为主,长短不一,有时附带有横向细而短的裂缝,而形成网状裂缝,其产生的主要原因是混凝土表面收缩和温差。
这类裂缝可以在桥台的构造设计、原材料选用以及浇筑施工中注意避免。
首先,设计上应避免前墙过宽。
当桥台很宽时,宜将桥台分为两个独立的U 型台,或在前墙中间设竖向变形缝,使桥台成为两个L 型桥台,U 型桥台或L 型桥台验算,一般来说,当桥台宽度超过12 ~15 米后,不宜采用整体桥台。
其次,施工中应想办法减小混凝土的收缩,如在保证强度的基础上,尽量采用水化热较低的水泥等,同时在浇筑时间的安排上应尽量避开高温时间。
3.前墙和侧墙交接处的竖向裂缝是U 型桥台最常见的一种裂缝。
浅析U型桥台裂缝产生原因及治理方法
要原 因是混凝 土收缩和 温差。 这类裂缝 可以在桥 台的构造 、
原材料 以及浇筑施 工中注意避免。首先 , 设计 上应避免前墙
过宽。 当桥台很宽 时 , 可将桥台分为两个独 立的 U型台 或在
本文介绍 U 型桥 台经 常出现的裂缝类型 , 阐明其产生裂 缝 的原 因 , 并简要介绍防止 、 处理或加固的方法。
第3 O卷第 1 期 1
V0 -O 1 3 No 1 .l
建
筑
施
T
B ID N 0 S R C 1N U L I GC N T U T0
浅 析 U 型 桥 台 裂 缝 产 生 原 因及 治 理 方 法
Pr lm i a y Ana y i fCa e nd E e tv m e e ei n r l s s o us s a f c i e Re di s f a k ng on U orCr c i Type Brdge De k i c
极易造成台 内开裂并 凹陷 。 如果 出现横 向裂缝 , 应该 密切注 意其发展情 况 , 以判 明
3 前墙与侧墙交接处 的裂缝
前墙和侧 墙交接处 的竖 向裂缝是 U型桥台最 常见 的一
种 裂缝。这种裂缝产生 的原 因是 多方 面的 , 以归纳 为以下 可
几点:
( )桥 台封 闭是 U型桥 台的最 大弱点 , 土容易积 水 , 1 填
【 文章编 号 】 04 10 {0 81- 950 10—0 120 )109—2
U型桥 台是 目前 公路桥 梁 中使 用得最 多的一种重 力式 桥 台。它主要依 靠 自身的重量来平衡台后 的土压 力 , 多采 用 石砌 、 片石混凝 土或混凝 土等圬工材 料建造 , 并采 用就地砌 ( ) 的方法施 工。尽管 U型桥台构造简单 , 由于其 自身 浇 筑 但 存在一些薄 弱环节 , 以及设 计和施 工等 各方 面的原 因, 工程 实践 中经常出现桥 台台身或台 内路面的开裂 , 有时甚至严重
U型桥台病害成因及预防措施论文
U型桥台病害成因及预防措施论文摘要:由于设计、施工等各种原因,U型桥台在工程实践中的病害较多。
但只要在设计和施工过程中对U型桥台的病害有一个充分的了解,把好设计和施工这两个重要环节,是可以减少以上这些常见病害和多发病害的。
一、U型桥台的概述U型桥台是公路桥梁中常见一种桥台型式。
其台身除支承桥垮上部结构外,并独立承受台后土压力。
U型桥台结构简单、基底承压面大、应力小,抗水平推力能力强,适用于填土高度为4-10米的单孔或多孔桥梁,尤其是拱式桥梁。
但U型桥台圬面体积大,在实际施工过程中缺乏完善的排水设施或采用了非透水性材料作为台腔填料,极易引起台腔积水以至桥台损坏,甚至严重影响桥梁的正常使用。
对于已产生病害的桥台,若拆除重做不仅工期长、工程量大、资金消耗大,而且严重影响通车。
因此,对病害桥台应该首先考虑能否通过维修加固而继续使用。
二、U型桥台多发的病害情况分析1、U型桥台侧墙的病害分析在U型桥台的设计中,常常是将前墙和两侧侧墙连接起来,作为一个整体进行结构计算的,如果分别进行计算可能会产生较大的误差,在前墙和侧墙整体计算中,侧墙不是重要的结构部分,设计人员往往会对侧墙进行简化,如将界面顶宽取为50-80cm,外坡作为垂直状,内坡4:1,翼尾设计成一个8:1的倒坡,形成一个倒悬臂。
有些设计人员认为:侧墙的外侧作为锥坡,可以用来平衡一部分土压力,其实用锥坡来做土压力平衡是不恰当的,因为锥坡本身是作为防护工程的,受到影响因素众多,对土压力的平衡起到的作用甚微,一旦用锥坡,可能会危及侧墙的安全。
在对U型桥台的侧墙进行受力分析时,为了保证侧墙的安全,可以将侧墙简化称为一根一端固定一端自由的杆件;若在台腔内土压力的作用下,侧墙也可以简化为一根一端固定一端自由的杆件,并且基础顶面为固定端,墙顶为自用端。
从简化的力学模型中可以看出侧墙翼尾的顶部是最容易出现变形和位移的地方,工程实践中也有力地证明了这一点。
2、U型桥台前墙的病害分析前墙是U型桥台的主要受力部分,设计人员一般较重视,在宽度不大的U型桥台前墙出现质量问题的可能性不大。
U型桥台扩大基础裂缝产生的原因分析及防治措施
U 型桥台扩大基础裂缝产生的原因分析及防治措施摘要:U 型桥台是现代桥梁设计中常见的型式之一,其具有结构简单、施工操作方便等特点,在中小型桥梁中普遍使用。
U 型桥台基础是承载整个桥梁荷载的重要组成部分,其安全性和稳定性对于桥梁的使用寿命和使用安全具有至关重要的作用。
然而,由于U 型桥台基础的长期受力和环境等因素的影响,容易产生裂缝现象,严重威胁其安全性和稳定性。
因此,对U 型桥台基础的裂缝产生原因进行深入分析,并提出有效的防治措施具有重要的理论和实际意义。
本文主要通过文献综述的方式,从U 型桥台基础裂缝的产生原因和防治措施两个方面进行论述。
关键词:U 型桥台、基础裂缝、产生原因、防治措施Abstract:U-shaped bridge pier is a common type in modern bridge design, which has the characteristics of simple structure and convenient construction. In small and medium-sized bridges, U-shaped bridge pier is widely used. The foundation of U-shaped bridge pier is an important part that bears the entire bridge load. Its safety and stability play a vital role in the service life and safety of the bridge. However, due to the long-term stress on the foundation of U-shaped bridge pier and theimpact of environmental factors, cracks are easy to occur, which seriously threatens its safety and stability. Therefore, it is of great theoretical and practical significance to deeply analyze the causes of cracks in the foundation of U-shaped bridge pier and propose effective prevention and control measures. This paper mainly discusses the causes of cracks in U-shaped bridge pier foundation and prevention and control measures through literature review.Keywords: U-shaped bridge pier, Foundation crack, Causes, Prevention and control measures一、U 型桥台基础裂缝产生的原因(一)自身结构原因U 型桥台基础的自身结构因素是裂缝产生的重要因素之一。
砌石重力式U型桥台侧墙裂缝成因分析
砌石重力式U型桥台侧墙裂缝成因分析摘要:近年来我国国民经济快速发展,桥梁建设规模不断扩大,砌石重力式U型桥台因其构造简单、造价低、取材容易,成为一种广泛采用的桥台型式,实际工程中发现该种型式桥台侧墙开裂显现也较为普遍。
本文以砌石重力式U型桥台侧墙开裂的实际工程为例,对桥台台后填土种类、干湿密度、含水量、内摩擦角、粘聚力等参数进行了详细地检测分析,并结合桥梁的交通状况、环境因素、受力特点等因素对裂缝的成因进行了深入分析,最后给出了相应的加固措施。
关键词:砌石重力式桥台;U型桥台;裂缝;成因分析;土侧压力1、引言重力式桥台因其构造简单、取材容易、造价低,在地质条件较好的情况下应用广泛。
砌石重力式U型桥台是重力式桥台中应用最为广泛的桥台型式之一。
但在实际工程中发现,砌石重力式U型桥台较容易出现开裂现象,特别是桥台高度超过8m开裂现象更为普遍,并且开裂的特点较为一致,裂缝多出现在侧墙前端,呈竖向或者斜向[1]。
砌石重力式U型桥台裂缝产生的原因较为复杂,基础不均匀沉降、台后填土的侧压力、上部汽车荷载较大的冲击作用等因素均可能引起桥台的开裂。
其裂缝会严重影响桥台结构的整体性、稳定性,裂缝发展到一定程度还会危及到桥梁的安全,需采取相应的加固措施。
本文以砌石重力式U型桥台侧墙开裂的实际工程为例,对桥台台后填土种类、干湿密度、含水量、内摩擦角、粘聚力等参数进行了详细地检测分析,并结合桥梁的交通状况、环境因素、受力特点等因素对裂缝的成因进行了深入分析,最后给出了相应的加固措施。
2、工程概况本文中的案例工程是位于某高速公路一座双幅跨线桥,其上部结构型式为3×10m的装配式混凝土简支空心板梁,下部结构型式为钢筋混凝土多柱式桥墩,砌石重力式U型桥台,刚性扩大基础;上部结构、下部结构均与路线斜交,斜交角为30°。
该桥于2003年12月建成通车。
检测发现,该桥左右两幅3#桥台外侧墙均出现较为严重的开裂,左幅3#桥台外侧侧墙存在1条沿砌缝的竖向开裂,最大缝宽25mm,裂缝呈上宽下窄状,裂缝处侧墙出现错位、外倾现象;右幅3#桥台外侧墙,出现1条沿砌缝的斜向开裂,裂缝向前墙方向延伸,缝宽10~35mm,裂缝示意图见图1。
谈U型桥台开裂加固设计
2 . 1 . 5 灌 浆
( 1 ) 根 据 现 场 施 工 的实 际 情 况 , 进 行 化 学 灌 浆 的配 置 , 并 要 求 达 到 表 1的设 计 要 求 。
表 1 裂缝灌浆化学浆液的设计要求
龄h ) 抗 压 强度 抗 拉 强 度 抗 压 强 度 抗 拉 强 度 ( MP a ) f MP a ) ( MP a ) ( MP a )
2 . 1 . 3 封 缝
对 压 浆 区域 的裂 缝 , 无论缝宽大小 , 原 则 上 都 应 同 时封 闭 , 以 防 裂 缝 相 互 贯 通 而 跑 气 跑 胶 。沿 缝 长 先 涂 一 层 基 液 , 待 胶 泥 初凝后 , 在 抹 上一 层 胶 泥 , 并 除去 气 泡 抹 平 , 待 胶 泥初 凝 后 , 表
1 O ~22 ≥ 4 0 ≥6 ≥ 7 0 ≥ 8
9 0 d的劈 裂 粘 合 强 度
( MPa ) 干 缝
≥ 2. 5
( 3 ) 由 于高 速铁 路 的 建设 , 重 型车辆不断增加 , 部 分 运 输 车 已经 完 全 超 出本 桥 设 计 荷 载 , 当其行驶 于桥 台上时 , 台 腔 填 土
位进行补封处理。
等. 致 桥 台 外 观 出现 钢 筋 头 外 露 , 混 凝 土 表 面 存 在 较 严 重 的蜂
窝 麻 面 。 台腔 填 料 在 施 工 中 未 严 格 按 照 规 范 压 实 , 此 外 该 桥 台
混 凝 土强 度 不 足 , 无 法 承 受 桥 台填 土 压 力 和 桥 上 荷 载 作 用 力 共 同作 用 下 的拉 应 力 , 因而 桥 台侧 墙 、 前 墙 出 现 了不 同程 度 裂 缝 。 ( 2 ) 台后 填 土 土 质较 差 , 多为 非透 水 性 填 料 , 压 实 度 未 按 设 计要求压实 , 经车辆荷载不断作 用 , 台后 填 料 产生 下 沉 , 引 起 路 面开 裂 , 雨 水 经 裂 缝 渗 入 填 料 后 无 法 排 出 台腔 外 , 随 温 度 变 化 不断 产生膨胀 与收缩 。 对桥 台侧墙及 前墙不 断产生推挤 , 而引
重力式桥台的裂缝病害及防治
总 主 ① 脚 手 架 施 工 台身 施 工 的脚 手 架 均 采 用 双 排 脚 手 缝 , 的来说 , 要包括 下列 因素 :
② 钢筋 制作及 安装 。 粘 性 来 填筑 桥 台填 土 , 这会 扩 大填 土 内 摩擦 角 , 大 土 侧 增 ③ 模 板 的制作 及安 装。 压力 , 导致 侧墙 或前墙 出现 向外倾 斜 的 趋势 , 终 引发 桥 最 ④ 浇筑 混凝 土。 由于篇 幅原 因 , 具体 施工 工序及 措 施不在 这里赘 述。 台裂 缝。这类桥 台裂缝 主要表 现在 其两 侧墙 体 出现错位 现 4结合乐宜高速桥梁施工分析 U形桥台典型病害与 象。 防治 432 桥 台较 高 , .. 也抬 高 了台后填 土 的高度 , 而且在 荷 41 台后路面 下沉开 裂 。 载超 标 的情 况下 , 降低 桥 台 的抵抗 力 , 而 弓 发桥 台裂 会 进 l 台后 路 面 开 裂 U 型桥 台病 害 中 比较 常见 的病 害 之 缝。
了简 要 的 分 析 ,同 时 提 出 了加 固及 防治 措 施 。
有路 面 隆起 时 , 这可 能是 台前水 平 推 力过 大 引起 的 , 拱桥 的 U型桥 台常 出现这样 的 问题。 42 前墙 中部 裂缝 . 1 工程概 况 桥 台前 墙 中部 之所 以存在 竖 向裂 缝 , 方面 是 因 为桥 一 乐 山至 宜宾高 速公 路工程 L 1 J 6合 同段 太原 铁建 管段 起点 里 程 为 K 3 + 5 . 终 点 里 程 为 K 3 + 0 ( 有 内 面 发 生 了不均 匀沉 陷或 其基 础松 软造 成 的。 正常情 况下 , 10 2 1 4, 16 9 0既 竖 向裂缝都 上窄 下宽 , 而且延 伸 到基础 底部。另一 方面 , 是 宜高速 公路) 全长 66 8 .4 6公里 。管 段位 于宜 宾北 约 1 k m, O 混 起于 宗 场镇 北 , 于 象 鼻镇 , 止 主要 工程 包括 路 基 、 梁 、 桥 涵 对于材 料 为水 泥 混凝土 浇筑 的宽桥 台 ,完 成 浇筑 以后 , 凝 土表 面 常产 生 裂缝 病 害 , 种 裂缝 主 要是 竖 向的 , 有 这 但 洞、 排水 及 防护 等工程 。 中 , 其 大桥 7座 共 8 63 7 .3延米 , 中
U型桥台扩大基础裂缝产生的原因分析及防治措施
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工 1 3 5
u 型桥 台扩 大基础裂 缝产 生 的原 因分析及 防治措施
施 晕 军 ( 包头 市市 政设计 研究 院, 内蒙 古包 头 0 1 4 0 3 0 ) 摘 要 : 包头北 部地 区地 质条件较 好 , 砂砾 层 、 岩石层 较浅 , 是较好 的持力 层 , u型桥 台应用 比较广 泛 , 但 u型 桥台属 于大体 积混凝 土, 施 工中容 易产 生温度 裂缝 , 严 重影响结构 的整体性 、 稳定性 、 渗透性 、 耐久性 。 结合包 头市二道 沙河桥 的工程实例 , 介绍 u型桥 台 扩大基础 裂缝产 生的原 因以及制定 的防治措施 。
2 裂 缝 产 生 的 原 因 分 析
该 工 程桥 台基 础 属于 大 体 积混 凝 土 , 由于结 构 尺寸较大 , 水 泥 产 生 的水 化 热 散 失 比较 困难 , 混 凝 土 内外产 生 一 定 温差 ,导 致混 凝 土发 生温 度 变形 。
会产生变形 , 变形受到约束产生应力 。在混凝土养 护初 期 ( 升 温 阶段 ) , 混 凝 土 弹性 模 量 小 , 受 基 础 约 束 产 生 较 小 的压 应 力 。在 混 凝 土养 护 后 期 ( 降 温 阶 段) , 混凝 土 弹性 模 量 大 , 受 基 础 约束 产 生 较大 的拉 应力 , 当应 力 大 于 混凝 土 的 抗拉 强 度 时形 成 裂 缝 。
养 提 供参 考 。
参 考文献
【 4 ]曹 刚, 朱 思 民. 焊 缝超 声 波检测 回波信 号分 析 [ J 1 . 无损 检测 ,
2 0 0 4 ,2 6 ( 1 0 ) : 5 3 3 - 5 3 6 .
对重力式U型桥台前墙在施工中产生裂缝原因的几点分析
醢
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文。郭秦川 ( 宁夏交通 学校 宁夏 银川)
混凝土开裂 。 摘 要 :在公路 桥 梁施 工 中对 于 重 力式 C 、水 泥含 缄量 较 高 { 超过 百 分之 0 . 型桥 台在 施工 中易产 生 裂 缝 的现 象 ,本 文 从 施 工 工 艺 ,施 工 材 料 , 温度 , 基 础 , 收 缩 6} ,同时 又使 用含 有缄 活性 的骨 料 ,可能 等 方 面 , 分析 其 产 生 裂缝 的原 因 。 导 致 缄 骨料 反 应 D 、拌 和水 和 水 及外 加 剂 ;拌 和 水 及 关键词 : 梁 重力式 u型 台 裂缝 处 桥 置 外 加 剂 中氯 化 物 等杂 质含 量较 高 时 对 钢筋 随着 西部 大 开 发 的浪 潮 ,近 年 来 ,我 锈 蚀 有 较 大 影 响 。 E、砂 、石骨料 ;砂石 的粒径 太小 、级 区高 等级 公路 建设 得 到 迅猛 发 展 。 在南 部 山区 { 中郝 高速 } 段建 设 了部 分重 力式 u 型 配 不 良 、空 隙率 大 ,将 导 致水 泥和 拌 和水 桥 台 ,预 应 力 空心 板 为 上部 结 构 的通 道 小 用 量加 大 ,影 响混 凝 土 的 强 度 ,使 混 凝土 桥 。在基 础 及 墙 身施 工过 程 中出现 了许 多 收 缩 加 大 ,如 果 使 用 超 出规 定 的特 细 砂 , 裂缝 ,甚 至 影 响桥 梁 的 正常 使 用 。 本人 在 后 果 更 严重 。砂 石 中云 母 的 含量 较 高 ,将 二零零 一年 【 中郝 高速 公路 十 二标 段 】 工 削 弱水 泥与 骨料 的粘 结 力 ,降低 混 凝 土 的 施 的一座 l l M 钢筋 混凝 土预应 力空 心板 强 度 。综 合 以 上原 因分 析 此墙 身 裂 缝 主要 — 6 重力式 u 型台小 桥施 工 中墙 身就 出现 了裂 由于混 凝 土 中水 泥安 定 性 较 差 ,缄 骨 料 反 缝。 应 、砂 石 中含 泥量 较 高 、级 配不 良、 空 隙 实际 上 ,混 凝 土 桥梁 裂 缝 的原 因复 杂 率 较 大 、水 化 热 较高 、及 散 热 、通 风 不及 而 繁 多 ,甚 至 多种 因素 相互 影 响 ,但 每 一 时 所 致 。 条 裂 缝 均 有 其 产 生 的 一 种 或 几 种 原 因 所 ( ) 施 工 工 艺 质 量 引 起 的 裂 缝 二 致 。 本文 就 此 小桥 墙 身 裂缝 原 因及 处 理方 在 混 凝 土结 构 浇 注 中 ,若 施 工 工 艺不 式做分析如下 : 合 理 、施 工 质量 低 劣 ,容 易 产生 纵 向 、横 该桥 纵 轴 线与 路 线前 进 方 向一 致 ,墙 向 、斜 向 、竖 向 、水 平 、表 面 、深 进 和贯 身全 长 2 4米 、高 4 3 . 5米、侧墙长 4. 0米 , 穿 的 各 种 裂 缝 。裂 缝 出现 的 部 位 和 走 向 、 基础及墙 身均为 C2 0片石混 凝土 ,基 础高 裂 缝宽 度 因 产生 的原 因 而异 , 比较 典 型常 2米 、分两 层浇注 。上部为 C40预应 力钢 见 的 有 : 筋 混 凝土 空 心 板结 构 。 当时 施 工 气温 为 白 A ,混 凝土 保 护 层过 厚 , 或乱 踩 已绑 天 2 — 6度 、晚 间为 l 一l 0 2 2 8度。水 泥采用 扎 的上 层 钢 筋 ,使 承 受 负 弯矩 的 受 力筋 保 青铜 峡【 马】 塞 牌罐 装 水 泥 伴和 楼 集 中配 护 层加 厚 ,导致 构 件 的 有效 高 度 减 小 ,形 置 、伴和 ,罐 车 运 至 现场 及 利 用溜 槽 倾 倒 成 与 受 力钢 筋 垂 直 方 向的 裂 缝 。 混凝 土进 行 浇注 ,每 层浇注 厚度 控制 在 3 0 B、混 凝土搅 拌 、运输 时 间过 长 ,使水 厘米 内。 分 蒸发 过 多 ,引起 混 凝 土塌 落 度过 低 ,使 0号台左幅混凝 土方量 l 5方 ,浇注 前 得 在 混 凝 土 体 积 上 出现 不 规 则 的 收 缩 裂 3 模 板及 支 撑结 构 均 经 专业 监理 工 程 师检 验 缝 。 合格 ,浇注时 间 27小时 ,拆 模及养 生均按 C 、混 凝 土振 捣 不 密 实 、不 均 匀 、 出 技 术规 范 要求 进 行 。 养生 后 期 在前 墙 中 间 现 蜂窝 、麻 面 、空 洞 ,导 致 钢 筋 锈蚀 或 其 部位 离基础 约 80厘米 、离墙 顶约 70厘 米 他 荷 载 裂 缝 的起 源 点 。 处 产 生表 面及 结 构 贯通 裂 缝 , 而其 大 面 积 D 、混 凝 土浇 注 过快 ,混 凝 土流 动 性 平 整 度 、 垂 直 度 及 几 何 尺寸 均 符 合规 范 、 较低 ,在 硬 化前 因混凝 土沉 实 不 足 ,硬 化 设计要求。A 后沉 实 过 大 ,容 易在 浇 注数 小 时 后 发生 裂 0号台 右幅 混凝 土方量 与左 幅相 同 , 缝 ,即 塑性 收 缩 裂 缝 。 专业 监 理 工程 师 检 测模 板 及支 撑 合 格后 浇 E 、施 工时 模 板 剐度 不 足 ,在浇 注 混 注混 凝 土 ,浇 注 同 时添 加 百分 之 十 至十 五 凝 土时 ,由于 侧 向压 力 的作 用 使 得模 板 变 的片石 ,浇注 时间增加 到 3 2小时 ,按规范 形 ,产 生 与模 板 变 形 一致 的 裂 缝 。 施 工时 要求 进 行 拆模 及 养生 ,养 生后 期 产 生表 面 拆模 过 早 ,混 凝 土 强 度不 足 ,使得 构 件 在 及 结构 贯 通 裂 缝 ,位 置 和左 幅 基 本 相 同。 自重或 施 工 荷 载 作 用 下 产 生 裂 缝 。 F 、施 工 质量 控 制差 。任 意 套用 混 凝 l 号 台左 幅 施 工 情 况 和 前两 者 相 同 , 在增 加相 同数 量片 石 的情 况 下又 每 30 厘 土 配和 比 ,水 、砂石 、水 泥材 料计 量 不准 , 米增设一结 果 造 成 混凝 土 强 度 不 足 和其 他 性 能 {和 的钢筋 网 ,浇注 时 间增加 到 39小时 ,养生 易性 、密实 度 }下 降 ,导 致 结 构开 裂 。 G ,混 凝土 分 层 或分 段 浇 注时 ,接 头 后期 在相 同 部 位 产生 同样 裂 缝 。 l 号 台右 幅 相 同部 位 在施 工 条件 一 样 部 位 处 理不 好 ,易 在新 旧混 凝 土和 施 工 缝 的状况 下墙 身产生 同样 的裂缝 。但 l 、0号 之 间出 现裂 缝 。 如 混凝 土 分 层浇 筑 时 ,后 台整 体 基 础 无 裂 缝 及沉 降 现 象 发 生 。 浇 混 凝 土 因停 电、 下 雨等 原 因 未 能在 前浇 混 凝 土 初凝 前 浇 筑 , 引起 层 面之 间的 水平 裂缝 产 生原 因 的分 析 裂 缝 ;采用 分 段 现浇 时 ,先 浇混 凝 土 接 触 ( ) 施 工 材 料 质 量 引 起 的 裂 缝 一 混 凝 土 主 要 由水 泥 、砂 、骨 料 、拌 和 面 未 凿 毛 ,清 洗 不 好 ,新 浇 混凝 土 之 间粘 水 及 外加 剂 组 成 。 配置 混 凝土 所采 用材 料 结 力 小 ,或 后 浇 混 凝土 养 护 不到 位 ,导致 质量 不 合 格 ,也 能导 致 结 构 出现 裂 缝 。 混凝土收缩而引起裂缝。 H 、混 凝土 初期 养 护 不 够 急 剧 干 燥 , A 、水 泥安 定 性 不和 格 ,水 泥 中游 离 的氧 化钙 含 量 超标 。氧 化 钙在 凝 结过 程 中 使 得 混 凝土 与大 气 接触 的 表 面 上 出现 不规 水化 较 慢 ,在 水 泥混 凝 土凝 结 后仍 然 起 水 则 的 收 缩 裂 缝 。 化作 用 ,可破 坏 已硬 化 的水 泥 石 ,使混 凝 总之 ,以 上各 种 因素是 导 致 墙 身 在施 土 抗 拉强 度 下 降 。 工工 艺 方面 控 制 不 足而 产 生 表面 及 结 构裂 B、水泥 出厂时强 度不足 ,水泥受 潮 缝 的 原 因 。 或过 期 ,可 能 使混 凝 土 强 度不 足从 而 导 致 ( )温 度 变 化 引 起 的 裂 缝 三
U型桥台裂缝成因分析与加固方法
U型桥台裂缝成因分析与加固方法【摘要】U型桥台裂缝控制一直是高速公路建设中的重要内容。
分析U型桥台裂缝成因,并提出有效的加固方法与解决措施,能够较好的保证U型桥台的质量,从而保证高速公路的质量。
【关键词】U型桥台;裂缝成因;加固措施;高速公路1 研究U型桥台裂缝成因分析与加固方法的重要意义目前的高速公路建设中,桥台一般使用的是石砌U 型重力式,桥台的构造较为简单,但是由于设计施工等原因,使得很多的桥台存在裂缝,有些严重的裂缝直接影响着高速公路的正常运行。
根据U 型桥台裂缝的统计资料来看,桥台前墙和前墙与侧墙隅角处开裂的问题一般出现在台后填土较高的高速公路上,主要裂缝的特征是:前墙侧面发生裂缝较多,支座后部向下延伸形成前、侧墙同时裂缝的情况,有些斜度较大的,裂缝有向外墙偏移的趋势。
根据统计显示,裂缝一般在高速公路回填土的过程中产生,在运行过程中也有较多的裂缝产生。
各个部位的裂缝产生的机理并不完全相同,而且机理相对复杂。
研究桥台裂缝产生的机理并给出切实可行的解决措施,对有效的控制U型桥台裂缝有重要意义。
2 裂缝的类型及其产生机理根据U型桥台出现裂缝的位置的不同,把裂缝分为以下几类:台内路面裂缝、前墙中部竖向裂缝、前墙与侧墙交接处的裂缝以及桥台其它裂缝。
对这些裂缝的产生机理,下面进行详细的阐述。
2.1 台内路面裂缝台内路面裂缝是最容易发现的裂缝,伴随着裂缝产生的还有路面上大面积凹陷,这种裂缝产生的原因是台内填土施工不符合设计要求。
根据相关的法规规定,在进行高速公路台内填土的过程中,必须严格按照小于20~30 厘米的厚度进行分层填土,且在填土的过程中,控制最大石料的粒径小于每层填土的65%,否则台内填土的密实性将无法保证。
我国的很多的施工单位不重视桥台台内填土,在填土的过程中不按照规范进行,填土厚度不达标,压实不到位,使得台内填土的质量不达标,有些施工单位直接将大石头填入台内,随着高速公路的运行,土的沉降的发生,这时很容易产生台内凹陷开裂的现象。
U型桥台裂缝产生原因分析及处理方法
U型桥台裂缝产生原因分析及处理方法摘要:U型桥台是目前常用的一种重力桥台,桥梁构造、施工工艺简单,建筑材料也十分丰富,被广泛应用于中小型桥梁的建筑中,但砼U型桥台浇筑完成后,由于桥台设计、施工、养护等原因,桥台裂缝较难避免,如不对裂缝进行有效处理,将会影响桥梁的使用,甚至可能影响桥梁的安全。
本文通过详细分析裂缝原因,并提出科学实用的U型砼桥台裂缝预防及处理方案。
关键词:桥台;裂缝;分析;处理一、桥台裂缝的形成原因1、勘察和设计方面。
如果地质勘察不够详细,桥台防水及基础埋深等设计不到位,则可能造成不均匀沉降和强度裂缝。
2、原材料质量方面。
水泥品质不合适,或集料质量(特别是细集料)没有严格控制,可能会造成砼收缩裂缝。
3、施工质量问题。
砼水灰比过大,以及振捣不密实,拆模过早,施工缝和变形缝施工不规范等施工缺陷,极易引发砼收缩和施工裂缝。
4、砼养护不到位。
砼养护不及时,或者养护时间不足,会造成砼收缩裂缝。
二、桥台裂缝的防范措施根据以上裂缝原因分析,结合多年工程管理实际,分别从工程设计、原材料作用、工程施工及砼养护等方面提出以下桥台裂缝预防和控制措施。
1、在桥台设计上必须充分考虑台后土体的作用机理,要考虑挡土墙设置,设计要考虑后台排水,设置相应排水措施。
2、桥位地质进行详细的勘察,地质条件复杂的地区更是要勘察清楚,分析每一个可能造成问题的要点,做到地基必须稳定强度不能过低。
3、尽量使用低热水泥,适当减少水泥单方用量,以减少水化热的产生,夏天要尽量降低砂石等拌合物的温度,从而降低砼达到的实际温度。
4、严格按批准的方案进行施工,以保证施工质量,同时要处理好施工缝和变形缝。
5、选用适宜材质的模板,使砼表面的散热速度与砼的硬化速度相匹配,以避免砼的温度曲线变化过快,使之表面产生收缩裂缝。
6、加强砼浇筑质量控制,尽量缩短浇筑的时间,减少砼收缩差。
7、台背后填土密实,设置排水措施,避免内部积水,防止造成大的水压力。
8、重视桥梁养护工作,砼养护要及时、勤快、全面,且保证养护时间足够。
高速公路石砌U型桥台台身裂缝原因及防治措施
参考文献(4条) 1.杨文渊.徐奔 桥梁维修与加固 1997 2.查看详情 1999 3.公路桥涵设计手册·墩台与基础 1998 4.路砖石及混凝土桥涵设计规范
本文链接:/Periodical_hljkjxx200706162.aspx 授权使用:华南理工大学(hnlgdx),授权号:e15b03eb-84ef-48c8-893f-9e6700e67b81 下载时间:2011年1月10日
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高速公路石砌U型桥台台身裂缝原因及防治措施
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 王洪云, 祝少纯, 许勇 王洪云(山东省交通工程监理咨询公司,山东,济南,250014), 祝少纯,许勇(滨州市公路局,山东,滨 州,256600) 黑龙江科技信息 HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 2007,(6) 0次
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高速公路石砌 , 型桥台台身裂缝原因 及防治措施
王洪云 " 祝少纯 许 勇
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摘 要 ! 针对目前高速公路建设中普遍存在的石砌 , 型重力式桥台结构台身裂缝现象 " 简要分析了产生裂缝的设计和施工方面的原因 " 同 时 结合本人的工程管理经验提出相应的改进措施 % 关键词 ! 石砌 , 型桥台 ) 台身裂缝 ) 原因及防治措施 一般按 , 型整体 截 面 参 与 受 力 (另 外 !由 于 两 " 问题的提出 (%( 设计上应充分考虑台 后 的
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砌石重力式U型桥台侧墙裂缝成因分析
摘要:近年来我国国民经济快速发展,桥梁建设规模不断扩大,砌石重力式U型桥台因其构造简单、造价低、取材容易,成为一种广泛采用的桥台型式,实际工程中发现该种型式桥台侧墙开裂显现也较为普遍。
本文以砌石重力式U型桥台侧墙开裂的实际工程为例,对桥台台后填土种类、干湿密度、含水量、内摩擦角、粘聚力等参数进行了详细地检测分析,并结合桥梁的交通状况、环境因素、受力特点等因素对裂缝的成因进行了深入分析,最后给出了相应的加固措施。
关键词:砌石重力式桥台;U型桥台;裂缝;成因分析;土侧压力
1、引言
重力式桥台因其构造简单、取材容易、造价低,在地质条件较好的情况下应用广泛。
砌石重力式U型桥台是重力式桥台中应用最为广泛的桥台型式之一。
但在实际工程中发现,砌石重力式U型桥台较容易出现开裂现象,特别是桥台高度超过8m开裂现象更为普遍,并且开裂的特点较为一致,裂缝多出现在侧墙前端,呈竖向或者斜向[1]。
砌石重力式U型桥台裂缝产生的原因较为复杂,基础不均匀沉降、台后填土的侧压力、上部汽车荷载较大的冲击作用等因素均可能引起桥台的开裂。
其裂缝会严重影响桥台结构的整体性、稳定性,裂缝发展到一定程度还会危及到桥梁的安全,需采取相应的加固措施。
本文以砌石重力式U型桥台侧墙开裂的实际工程为例,对桥台台后填土种类、干湿密度、含水量、内摩擦角、粘聚力等参数进行了详细地检测分析,并结合桥梁的交通状况、环境因素、受力特点等因素对裂缝的成因进行了深入分析,最后给出了相应的加固措施。
2、工程概况
本文中的案例工程是位于某高速公路一座双幅跨线桥,其上部结构型式为3×10m的装配式混凝土简支空心板梁,下部结构型式为钢筋混凝土多柱式桥墩,砌石重力式U型桥台,刚性扩大基础;上部结构、下部结构均与路线斜交,斜交角为30°。
该桥于2003年12月建成通车。
检测发现,该桥左右两幅3#桥台外侧墙均出现较为严重的开裂,左幅3#桥台外侧侧墙存在1条沿砌缝的竖向开裂,最大缝宽25mm,裂缝呈上宽下窄状,裂缝处侧墙出现错位、外倾现象;右幅3#桥台外侧墙,出现1条沿砌缝的斜向开裂,裂缝向前墙方向延伸,缝宽10~35mm,裂缝示意图见图1。
注:粗线代表裂缝。
(a)左幅3#桥台外侧墙裂缝示意图(b)右幅3#桥台外侧墙裂缝示意图
图1 3#台侧墙裂缝示意图
图2 3#台侧墙裂缝照片
3、现场检测结果
根据裂缝的性状,笔者基本排除了基础不均匀沉降的可能。
因台后路面存在沉陷,且桥台裂缝处有渗水痕迹,初步怀疑桥台开裂与台后填料类型有关,为此对台后填土进行了取样分析。
本次检测共布置2个钻孔,均位于应急车道上,孔深分别为6.0m、6.1m(见图3)。
(a)钻孔平面布置图(b)钻孔侧面布置图
图3 钻孔布置图(单位:cm)
台后填土的液塑限检测结果见表1。
根据检测结果,台后填土为低液限黏土[2],黏土透水性较差,依据《桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000)13.5.2条规定,台后填土不宜使用此种土,宜使用透水性材料[3]。
表1 土样的液塑限指标
台后填土的种类、干湿密度、含水量、内摩擦角、粘聚力等参数检测结果见
表2。
检测结果表明,桥头搭板之外的2#孔取土的含水率和湿密度明显要高于1#孔取土,说明路面积水已通过桥台破损路面渗入到台后填土中,并且引起了土的粘聚力减小。
黏性土的粘聚力减小,内摩擦角变化不大的情况下,土的抗剪强度会降低[4]。
同时,随着含水率的增大,土的密度增大,土压力随之增大。
表2 土样检测结果
注:表中数据为春季干旱季节取土检测数据。
4 裂缝成因分析
根据该桥桥台台后填土检测分析结果,并结合桥台受力特点,对桥台侧墙裂缝成因可归纳为以下几个方面:
(1)台后填土透水性不符合相关要求[3],该类填土为低液限黏土,透水性较差不利于填土内积水排出,从而造成台后填土的容重增大,并且土的粘聚力减小,从而抗剪强度降低[4],严重影响台后填土的稳定性,将会对桥台施加较大的土压力,是桥台的开裂的主要原因之一;
(2)桥梁所处的高速公路,车流量年年增加,桥台上部路面沉降,桥头跳车现象较为明显,当重型车辆行驶在桥台上时,对桥台的冲击作用较大,台内填土对桥台侧墙产生的土压力水平分力增大,也是引起台身开裂的原因之一;
(3)裂缝较为严重的3#桥台台身高度(8.5m)均超过8.0m,桥台越高其受到的土的侧压力越大,砌石桥台本身具有整体性差的缺点,较为容易开裂,通过对已建和在建的桥台的调查表明,填土高过8m桥台侧墙开裂现象较为普遍[1]。
5 建议
桥台开裂会严重影响桥台的整体刚度和稳定性、严重的甚至危及桥梁安全,需采取相应的加固措施,针对本文工程实例中砌石重力式U型桥台的裂缝成因及裂缝特征等因素,提出了以下几点加固措施:
(1)采用透水性较好的土换填3#桥台台后4m深度以上填土,换填施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011)进行施工[5];
(2)3#桥台回填土顶面设置1.5%的单向横坡(外侧低),其上铺设防水土工布,并在外侧墙内部设置排水盲沟,防水土工布上按设计要求铺设路面;
(3)采用对拉锚杆对桥台进行加固,提高桥台的承载能力,保证其安全使用;
(4)灌注环氧砂浆封闭桥台已出现裂缝。
参考文献
[1] 胡娟.U型桥台数值分析与开裂机理研究[D].重庆:重庆交通大学.2004年3月.
[2] JTG E40—2007.公路土工试验规程[S].
[3] JTJ 041—2000. 桥涵施工技术规范[S].
[4] 张克恭,刘松玉.土力学[M].北京:中国建筑工业出版社;2001年6月.
[5] JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].
The Cause Analysis of Sidewall Cracks in Masonry Gravity U-shaped Abutments
Abstract: In recent years, with the rapid development of China’s economy and the expanding bridge construction, masonry gravity U-shaped abutments become a widely used type because of its simple structure, low cost, easy drawn. However, in the actual project this type of abutment is found sidewall cracking more common. In this paper, regarding the masonry gravity U-shaped abutment sidewall cracks in actual project as an example, analyzed and detected abutment backfill species, wet and dry density, moisture content, angle of internal friction, cohesion and other parameters in detail. Combine with the bridge traffic conditions, environmental factors, mechanical characteristics and other factors, analyzed the causes of cracks in-depth. Finally, the corresponding reinforcement measures are given.
Keywords: Masonry Gravity abutment; U-shaped abutment; Crack; Cause Analysis; Soil lateral pressure.。