预应力混凝土连续箱梁桥裂缝问题

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预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议

预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议

预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议摘要:针对混凝土薄壁箱梁桥在施工或运营阶段存在的开裂现象,本文结合裂缝形成的原因,给出了一些具体的施工建议,为同类工程提供借鉴和参考。

关键词:预应力刚构桥开裂混凝土薄壁箱梁以其良好的结构整体受力性能和跨越能力而在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,沪蓉西延线的大跨预应力混凝土连续刚构桥的主梁亦不例外地均采用这种断面形式。

但在国内迄今所修建的混凝土薄壁箱梁桥中,在施工阶段或运营阶段,箱梁上均存在较多的开裂现象,这一问题至今尚未得到较好的解决,已成为多年来困扰工程技术界的一个难题。

一.混凝土结构裂缝种类虽然使混凝土结构产生裂缝的原因很多,但可以将其分为荷载裂缝和非荷载裂缝和非荷载裂缝两大类。

所谓荷载裂缝是指外荷载作用下构件内的拉应变超过混凝土的极限拉应变所致,根据构件的受力特征不同有受拉、弯拉、剪切和扭转等裂缝形态;而非荷载裂缝是指材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀、地基不均匀沉降以及施工养护不当等引起的裂缝。

在实际工程中,荷载裂缝只占20%左右,绝大部分是非荷载裂缝。

混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件,结构中主拉应力达到混凝土的抗拉强度时,并不立即产生裂缝,而是当拉应变达到极限拉应变时才出现裂缝。

硬化后的混凝土极限拉应变约为150×10-6,即10m长的构件,产生1.5mm的很小受拉变形即会产生裂缝。

由于混凝土材料的不均匀性,裂缝首先在强度最小的位置发生。

二.非荷载裂缝及其成因分析1.材料原因水泥品质:受风化的水泥,其品质很不安定,混凝土浇筑后达到一定强度前,在凝结硬化阶段会产生短小的不规则裂缝。

随着水泥品质的改善,这种裂缝目前较少见到。

水泥水化热:水泥用量在300kg/m3左右时,混凝土在绝热情况下由于水泥水化热将导致混凝土内部温度上升为30~40℃左右。

在实际结构中,内部因水化热产生蓄热的同时,构件表面还产生放热,使得构件内存在内表温度差。

预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防

预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防

预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防摘要:预应力混凝土箱梁桥因其具有较大的抗弯抗扭刚度、较好的整体性和连续性而被广泛采用,但许多预应力混凝土箱梁桥腹板在施工或使用阶段普遍出现了各种不同性质的裂缝。

腹板裂缝不仅会削弱桥梁结构的强度和刚度,还会加速钢筋的锈蚀,对结构的耐久性、承载力都构成很大的威胁。

预应力混凝土箱桥腹板裂缝问题已越来越引起人们的关注。

关键词:预应力混凝土;箱梁;桥腹板裂缝1 裂缝成因分析1.1预应力混凝土箱梁桥腹板裂缝的内部成因(1)由于设计不合理而产生的裂缝有些设计者过于追求桥梁的美观及跨径,忽视对箱梁细部构造的考虑,使得箱梁截面日趋纤薄,横隔板日渐减少,底板腹板偏薄,齿板局部承压面积不足。

有些项目的设计过多的进行了结构优化,造成腹板厚度过薄,预应力筋和钢筋布置缺乏合理的保护层和间距数量的要求。

施工制造的误差,造成箱梁两侧腹板厚度不均匀,这必使较薄一侧的腹板首先开裂;不可避免的偏载及两侧腹板混凝土内部不均匀缺陷等因素所造成的两侧腹板受力不均匀。

箱梁两侧腹板设计时是将两侧腹板假定均厚然后简化成工形来设计和计算抗裂性的,箱梁两侧腹板厚薄不均会导致受力不均,也会产生裂缝。

(2)薄厚构件的链接把一薄一厚的混凝土部件相连接是一件很危险的事,这是因为和厚部件相比较,薄部件比较容易受到温度以及混凝土收缩的影响,这样薄部件就比较容易发生开裂,那么,对具有薄腹板的箱梁来说,薄底板就会产生十分严重的横向裂缝。

另外,较大的厚度差别会引起箱梁中比较大的约束力,这样就会导致腹板中水平裂缝的产生。

(3)水泥的水热化作用混泥土在进行搅拌、运输、凝结以及硬化时,这一过程水泥和水发生化学反应而释放出大量的热,之后温度又要下降,在这中间总共产生了两次升温与降温的过程。

内部温度升高,但是板面温度由于外界气候因素而下降,升温时混凝土的内部体积发生膨胀产生压应力,降温又使混凝土的表面进行收缩产生拉应力,一旦混凝土的拉应力和压应力超过了混凝土的抗拉和抗压极限强度,梁板的表面就会产生裂缝。

预应力混凝土T梁裂缝分析

预应力混凝土T梁裂缝分析

预应力混凝土T梁裂缝分析
背景
预应力混凝土T梁是常用于桥梁、高速公路和隧道等结构中的主要支撑梁。

随着使用时间的增长,预应力混凝土T梁可能会出现裂缝,这不仅会影响结构的美观度,还会对结构的安全性产生负面影响。

因此,对预应力混凝土T梁的裂缝进行分析是非常必要的。

裂缝成因
预应力混凝土T梁的裂缝主要是由以下因素引起的:
1.内部应力过大
2.温度变化引起热应力过大
3.沉降或地震等外部因素引起的震动
裂缝的产生将会导致梁的变形和应力的集中,进而会影响梁的正常使用。

裂缝类型
预应力混凝土T梁的裂缝可以分成三类:弯矩裂缝、剪力裂缝和徐变裂缝。

1.弯矩裂缝是由于弯矩作用下混凝土的拉应力超过强度而引起的。

2.剪力裂缝是由于剪力作用下混凝土的剪应力超过强度而引起的。

3.徐变裂缝是由于长期荷载作用下混凝土的徐变产生而引起的,通常是
在跨度较大的梁中出现。

裂缝检测
预应力混凝土T梁裂缝检测可以采用多种方法,例如:
1.钢丝测量法
2.反射光栅传感器法
3.激光扫描法
4.磁粉探伤法
这些方法可以有效地检测裂缝的位置、大小和数量,为梁结构的修复和维护提供有力的依据。

裂缝修复
预应力混凝土T梁裂缝修复主要有以下几种方法:
1.粘贴预应力碳纤维板
2.玻璃纤维黏结法
3.构造增强法
这些方法可以修复裂缝,使梁结构重新恢复正常状态,提高梁的安全性。

预应力混凝土T梁的裂缝分析和修复工作是非常必要的,可以保证梁的安全性和使用寿命。

在裂缝检测和修复过程中,要注意选择合适的方法和材料,并保证工艺和施工质量的稳定性。

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析与加固质量检测

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析与加固质量检测

顶 板 钻 取 的 芯样 来看 , 芯样 裂缝 处 注 浆 较 饱 满 , 明 显 空 隙 。 无
42粘 贴 碳 纤 维 布 处 治质 量 检 测 . 粘 贴 碳 纤 维 布处 治 后 的箱 梁 顶 、 板 采 用 中横 隔 板 裂 缝 , 箱 梁 顶 、 板 裂 缝 处 治 方 法 相 同 , 时 与 底 同
见表 1
宽 度 小 于等 于 0 1m 的裂 缝 , 用 表 面涂 层 封 闭 法 处 . m 采 理 ; 度 大 于 O11' 的裂 缝 , 采 用 壁 可 法 处 理 , 宽 . '1 1 I1 1 均 全桥 共 计
表 1 碳 纤维 片 材 加 固 混 凝 土 结构 黏 结 强 度 现 场 检 测情 况

34 8 . 7
25 6 .7
31 3 . 4
底板 3 第 8 跨 顶 板
顶 板
8 8 1— - -24 8 7 1- - -0 1
88 55 — - -
A A

2 5 . 6 7 28 8 .4
34 6 .0
3 0 . 3 0
合 格
2 采 用 小 锤 等 工 具 轻 轻 敲 击 碳 纤 维 布 表 面检 验 是 否 有 )
组别 检测部位( 箱梁) 裂缝编号 破坏类型 正拉黏结强度 ( P)平均正拉黏结强度( P ) M a Ma
底 板 76 03 - -1- ’ D 33 4 .7
施工质量判定
合格

第 7跨
顶板
顶板
767 1 — - -
7 7 1 —1 --3

3 从 发 生 局 部 崩 裂 处 的 混 凝 土 来 看 , 纹 管 上 下 有 波 ) 波 动 起 伏 , 部 被 混 凝 土 挤 压 变 形 破 损 ; 时 箱 梁 顶 、 板 未 局 同 底 按 设 计 设 置 定位 钢 筋 。 明波 纹 管 的 线 形 与 定 位存 在 问题 。 说 4 由 于桥 宽 1 底 宽 5m, 应 力 波 纹管 布 置 间 距 相 ) 0m, 预

预应力箱梁裂缝分析及预防处理措施

预应力箱梁裂缝分析及预防处理措施

()箱梁 普 通 钢 筋 的布 置 。箱 梁 的顶 底 板 与肋 2
是共 同受 力 的 , 受力 主筋 不 宜 过 分集 中在 梁 肋 内, 设 计 时主筋 的 布置最 好根据 连续 箱梁 的肋 、 刚度 比 与 板
( )地 基变 形 引起裂缝 。地 基 的不 均匀 沉 降 , 3 在 结 构 中将产 生 附加应 力 , 当此应 力超 过混 凝土 的抗 拉
拉 顺序 不注 意 , 施 工 方便 张拉 钢 绞 线 等 ; 严 格执 按 不 行 施工 工序 , 连续 箱 梁 拆 除 支架 顺 序 不 合 理 , 致产 导 生 过大 的瞬 时荷 载 ; 以上这些 因素都会 对箱 梁结 构受
力 产生 很大 影 响 , 导致 裂缝 的产 生 。 1 2 非结构 性 裂缝 . ( )温度 变化 引起结 构变形 裂缝 。混凝土 具有 热 1 胀 冷缩 的特性 , 当结 构所处 的环境 发生 温度 变化 时 , 混 凝 土就会发生变形 , 这种变形一 旦遇 到约束 , 在结 构 将 内产生应力 , 当产生 的应 力达 到混 凝 土 的抗 拉强 度 时 就会 产生温度裂缝 。 在某些结构 中温度 应力会 很大 , 有 可 能达到或超 过荷 载应 力 , 度裂 缝会 随着 温度 变 化 温
图 1 箱 梁 剪 力 滞 效 应 示 意
束在张拉过程中会产生对腹板或底板混凝土的径向压
力 , 腹板或 底 板混 凝土 来 抵抗 。 当钢束 曲率 的作 要求 用力 与箱梁恒 载应 力 相叠 加 , 应 的弯 曲应 力 可能 比 相 单独 的恒载产生 的应力大 3 ~4倍 , 由钢束线 形 的偏 位
箱 梁受 拉 区 的裂 缝 宽 度 与 保 护 层厚 度 也 有 一 定 的关 系 , 护层 厚度 与 耐 久 性成 比例 , 也 与 裂 缝 宽 保 但

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构,由于其承载能力强、使用寿命长等优势,广泛应用于公路和铁路交通建设中。

然而,在实际使用过程中,底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题,对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。

本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。

首先,纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。

在内力方面,由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中,存在一定的预应力损失和应力集中问题。

预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的,这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀,从而产生一些区域的张应力较高。

同时,在施工过程中,如果预应力钢束的张紧力或锚固不当,也会导致底板内力分布不均匀。

在外力方面,预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。

交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的,会引起底板产生弯曲变形和应力。

而温度荷载则是由于气温变化引起的,当温度升高时,底板会产生热胀冷缩变形和应力。

其次,纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。

首先,纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。

裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用,不仅会影响桥梁整体承载能力,还容易引起劣化和破坏。

此外,裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题,加速桥梁的老化过程。

其次,纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。

裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤,这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。

当裂缝规模扩大到一定程度时,将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响,甚至导致桥梁的倒塌。

最后,针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。

一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。

通过优化底板的预应力布置和张力控制,可以减少预应力损失和应力集中问题的发生,提高底板的整体力学性能。

另一种方法是采取适当的减振和防护措施。

针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形,可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形,从而减少纵向裂缝的发生。

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析

预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析
展, 以单位 长度 底板 为研 究对 象 , 取波 纹管 下部 混凝
箱 梁主跨 径 1 1 6 m, 采用 C 5 0混凝 土 , 箱 形 截面 , 单箱 双 室结 构 , 桥 面双 向 1 . 5 %横 坡 通 过 调 整 主 梁 腹板 高度 来形 成 。主跨 支点 处梁 高 7 m, 主跨跨 中梁 高3 m, 梁 高 由支 点 向跨 中按 1 . 5次 抛 物 线 过 渡 , 中 部2 m 为 合拢 段 。主 梁全 宽 为 2 0 m。箱形 截 面悬 臂 长4 . 6 m, 箱底宽 1 0 . 8 m, 悬臂 端 部厚 0 . 1 8 m, 悬 臂 根 部厚 0 . 9 m。主桥箱 梁顶 板 厚 0 . 2 8 m, 底 板 厚 度在 梁
假设 由预 应力束 径 向力 引起 的裂 缝与 底板 平 面 成 B角 , 裂缝 首 先 在 A 点 出现 , 而后 由 于裂 缝 处 的 应 力集 中作 用 , 裂缝 沿 与 主拉 应 力 垂 直 方 向迅 速展 开, 由此 引起 底 板 混 凝 土 崩 裂 而破 坏 。考 虑 便 于工 程 应用 , 可假设裂缝沿与底板平 面成 4 5 。 角 方 向发
计为抛物线 , 当 底 板 中 沿 底 板 曲线 布 置 的 预 应 力 束张拉时 , 必然 会 对 底 板 混 凝 土产 生 径 向压 力 , 如
图 1 。
图 2 微段径 向力分析示意图
( 2 )
T/
二 T
图 1 预腹 力 严生 径 向力 不 葸 图
程 为y = a x , 经 过 ( L / 2 , h ) , 得Y = h f T 2 x 1 , 根 据 半 径



整体的使用性能。因此 , 箱梁桥底板是大跨径 预应 力混 凝土 连 续 梁 桥 设 计 中需 要 重 点 考 虑 的 关 键 部

预应力混凝土梁桥的裂缝成因及其对策

预应力混凝土梁桥的裂缝成因及其对策

预应力混凝土梁桥裂缝成因及其对策预应力梁桥〔包括简支梁、连续梁、连续刚构〕目前是我国修建最多桥梁。

在这些桥梁修建过程中与运营过程中,有时会发现梁体不同部位出现龟裂、横向、纵向与斜向裂缝。

裂缝一但出现,轻那么影响构造耐久性、重那么直接影响构造承载能力,甚至危及构造平安,值得予以重视,并应弄清裂缝产生原因,首先采取措施预防裂缝发生,一旦裂缝发生,那么必须采取适当措施,予以及时观察监测与处理,以保证桥梁平安与耐久性能。

]一、预应力梁桥裂缝种类及其原因1、预应力简支梁桥裂缝种类及其原因〔1〕龟裂预应力简支梁桥在预制时容易产生龟裂,其原因除了由于混凝土配比不适宜,个别混凝土浇筑不均匀外,在养护过程中洒水不及时,覆盖不严,采用蒸养时过快升、降温等均可能产生梁体外表龟裂。

〔2〕纵向裂缝纵向裂缝多发生在运营期间,其原因除了张拉力过大〔设计不合理或施工超张拉〕外,也与混凝土质量有关,如有一些铁路运营线上预应力混凝土简支梁,在运营10多年或20多年后出现沿纵向力筋裂缝,后通过调查确定为碱骨料反响导致混凝土承载力下降造成。

由于这种裂缝处于主要受力钢束部位,极易引起纵向钢束锈蚀,对构造影响非常大。

〔3〕横向裂缝横向裂缝多发生在运期间,超载、各种原因是预应力损失超过设计预想,都可能导致裂缝发生。

此外,由于徐变上拱发生与开展,在梁上翼缘也会产生横向裂缝,特别对活荷载比重较大铁路桥梁更是如此,而且随徐变开展,裂缝也会开展,而当桥上荷载较大时,这种裂缝又会暂时闭合。

〔4〕主拉应力方向斜裂缝这种裂缝一般发生在运营期间,且多在跨度四分之一附近区域腹板上,可以认为根本上是由于主拉应力方向抗裂平安储藏缺乏而造成。

2、预应力连续梁及连续刚构桥裂缝种类及其原因〔1〕外表龟裂与预应力简支梁类似,这种裂缝一般是由于连续梁与连续刚构在施工过程中养护不及时或温度变化较大时产生。

由于这类桥在国内大局部是采用悬臂灌注或支架法施工,高空养护条件比地面更差,极易因养护浇水不及时而造成混凝土外表干缩快,内部干缩慢,使外部混凝土受拉超过混凝土抗拉强度,产生开裂。

预应力现浇箱梁桥施工中出现裂缝的处理措施

预应力现浇箱梁桥施工中出现裂缝的处理措施

预应力现浇箱梁桥施工中出现裂缝的处理措施【摘要】预应力现浇箱梁具有强度高、变形小、耐性好、预应力损失小等优点,被广泛应用在高速公路互通、立交桥梁上。

但延性较差、原材料和施工工艺达不到设计要求时,梁体会在不同部位出现裂缝,甚至在张拉时出现锚垫板压碎、箱梁端部发生劈裂现象,影响结构的承载能力、耐久性,在这方面应予以重视,并弄清产生裂缝的原因,采取适当的措施,以保证桥梁安全和耐久性。

【关键词】混凝土;裂缝;预应力;水泥;收缩Abstract:the prestressed cast-in-place box beam with high intensity, small deformation, good tolerance, prestress loss of small advantages, is widely used in Expressway Interchange, interchange bridge. But the ductility, raw materials and construction process can not meet the design requirements, experience in different parts of beam crack in tension, even when crushed, anchor plate end section of box beam splitting phenomenon, affect the bearing capacity of the structure, durability, in this respect should be paid more attention to, and make cracks reason, take appropriate measures, to ensure the bridge safety and durability.Key words:concrete; crack; prestressed; cement; contraction一、预应力现浇箱梁裂缝成因混凝土结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的主要原因,大致可划分为以下几种:1、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,则在结构内产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。

预应力混凝土连续箱梁开裂机理及防裂措施

预应力混凝土连续箱梁开裂机理及防裂措施

有2 0 e m~ 6 0 c m宽 的缝隙 , 为防止桥 面异 物坠落桥 下 , 在 站 台梁 也会越来越多样 、 越来越 复杂。巧妙 的融合 站 、 桥、 建 筑等相 关专 侧 面与承轨 梁桥面采用钢板搭接 , 对缝 隙进行封 闭。 业 的设计 , 设计 出更 加新颖 、 美观 、 简洁且满 足功能 要求 的桥 梁结 2 ) 本线桥梁通过将桥 上遮板加高代 替栏杆 , 对桥面切 割翼缘 构 , 是我们继续努力 的方 向。
缝 成因及 防治的研究对控制该类桥梁的健康状况有着十分重要 的意义。
关键词 : 预应 力, 混凝土连续箱梁 , 桥梁 , 裂缝 , 防裂措施 中图分类号 : U 4 4 5 . 4 文献标识 码 : A
0 引言
预应力混凝土连续箱形梁桥在这几 十年来得 到广泛应 用 , 且
成机理复 杂 , 但裂缝的成因还是有规律可循 。为此 , 本文拟针对预
应力损失或超载 、 钢筋锈蚀 、 基础不均匀沉降 、 混凝土收缩和温差等
并探讨裂缝 的主要防治方法 。 得到 了迅速发展。一方 面 , 由于桥梁 的跨度 越来 越大 , 施 工质 量 主要 因素引起 的裂缝进行分析 ,
由预 应力 损失 或超载 引起 的裂 缝 控制的难度逐渐提 高。另一 方面 , 随着 社会 经济 的不 断发 展 , 在 1
的部分 , 无法安装遮板 ,Fra bibliotek需安装栏杆来保证桥 面两侧防护的完整性。 参考文献 :
3 ) 车站楼 扶梯 与地面形成 2 3 。 夹角, 在 立面 上会与 站 台梁 盖 [ 1 ] 陈
梁有干扰 , 需对个别 盖梁进行 特殊 处理。
列. 成灌铁路桥 梁设计 [ J ] . 桥 梁建设 , 2 0 1 l ( 5 ) : 5 7 - 6 0 .

分析预应力现浇连续箱梁裂缝的成因与防治

分析预应力现浇连续箱梁裂缝的成因与防治

J IAN SHE YAN JIU技术应用162分析预应力现浇连续箱梁裂缝的成因与防治Fen xi yu ying li xian jiao lian xu xiang liang lie feng decheng yin yu fang zhi罗健在工程建设施工中,预应力现浇连续箱梁裂缝的产生是一种普遍现象,连续箱梁的工程质量问题也因此受到了很大的困扰。

在连续箱梁的构造中,出现较大的预应力现浇连续箱梁裂缝,就会导致连续箱梁的质量下降,使连续箱梁存在安全隐患问题。

只有采取相应的应对措施,才能有效地提高工程建设质量,避免安全事故的发生。

本文就针对预应力现浇连续箱梁裂缝的形成及影响进行分析,提出相应的解决措施。

在城市的发展建设过程中,预应力混凝土连续箱梁桥已被广泛使用。

通过这种结构设计,不仅满足了道路交叉口或垂直交通的使用功能,而且体积小,节省了工程成本。

但是,在大跨度预应力连续箱梁桥的施工过程中,尤其是在高温季节,经常会出现高等级的预应力现浇连续箱梁裂缝。

如果无法及时处理此类裂缝,将影响桥梁工程的质量和安全,给道路上的正常交通出行带来严重的安全隐患。

一、在工程建设施工中,控制预应力现浇连续箱梁裂缝的重要意义预应力现浇连续箱梁裂缝在工程建设中普遍存在,根据产生危害的不同程度,可以将预应力现浇连续箱梁裂缝分为三种类型:表面预应力现浇连续箱梁裂缝、贯穿预应力现浇连续箱梁裂缝,以及深层预应力现浇连续箱梁裂缝。

在一般情况下,贯穿预应力现浇连续箱梁裂缝的危害最为严重,一旦出现此种预应力现浇连续箱梁裂缝,连续箱梁的安全性与稳定性就会显著下降,如果长时间不施行有效措施对其进行处理,就会对人类的财产与安全造成不可估量的伤害。

由此可见,控制预应力现浇连续箱梁裂缝对工程建设质量具有极其重要的意义与影响,必须对预应力现浇连续箱梁裂缝的控制给予高度的重视。

二、工程建设施工中,预应力现浇连续箱梁裂缝产生的多方面原因分析1.连续箱梁表面载荷较大产生的裂缝因连续箱梁的自重对承重结构造成压力,随着时间的推移,连续箱梁长期积累的应力,会使钢筋混凝土生成连续箱梁裂缝,这种预应力现浇连续箱梁裂缝称为载荷预应力现浇连续箱梁裂缝。

预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析

预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析

提供借 鉴和参考
【 关键 词】 预应 力; 刚构桥; 开裂
混凝土薄壁箱 梁以其 良好 的结构 整体受力性 能和跨 越能力 而在 阶段和设计使用年 限内不至发生意料之外的病 害 现代 大跨桥 梁结构 中得 到广泛应用 . 但在 国内所修建 的混凝 土薄壁 箱 31 .结构上 的作用 梁桥中 . 在施工 阶段或运 营阶段 , 箱梁上均存在较 多的开裂现象 , 一 这 桥梁结构上所 承受 的作用一般有荷 载( 包括恒载和活载 ) 等的直 问题 至今尚未得 到较好 的解决 . 已成为多年来 困扰工程技术界 的一 个 接作用以及 温度 、 混凝土收缩徐变和支座位移等的间接作用 。 温度 、 混 难题 。 凝土收缩徐变等 间接作 用( 非荷载作用 ) 下薄壁箱梁桥 的结 构反应 由 于结构 内温度场特 别是 日照温差模式 确定的不易 以及对 混凝土收缩 1混 凝 土 结 构 裂 缝 种 类 . 虽然使 混凝 土结构产生裂缝 的原 因很多 . 但可 以将其分 为荷 载裂 徐变特别是徐变机 理认 识的有 限使得 采用现行分析理论所 得结果具 因此一般认为薄壁箱梁桥上所 出现的这 缝和非荷载裂缝两 大类 所谓荷载裂缝是指外荷载作用下构件内的拉 有相当的近似性 和不确定性 . 应变超过混凝 土的极限拉应变所 致 .根据构件 的受力特征不 同有 受 些裂缝是 由于 日照温差和混凝土 收缩 徐变等非荷载 因素 特别是 日照 但问题是为什么按现有规范进行计 拉、 弯拉 、 剪切和扭转 等裂缝形态 ; 而非荷载裂缝是指 材料收缩 、 温度 温差所导致的结构 温度应力所致 . 其原 因应该是现有计算方法 和温差计 变化 、 钢筋锈蚀 、 地基不均匀沉 降以及施工养护不 当等引起的裂缝。 在 算还不能避免这种 现象 的出现7 算模式 的不 完善所致 不 过新 的《 公路桥 涵设 计通用规 范 ( J 6 — J 0 TD 实际工程中 , 载裂缝 只占 2 % 荷 0 左右 . 绝大部分 是非荷 载裂缝 。 J 2 TD 混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件 . 结构中主拉应力 20 )和《 04} 公路 钢筋 混凝土和 预应 力混凝 土桥涵设计 规范 ( J 6 — 04} 5 达到混凝土 的抗拉强度时. 并不立即产生裂缝 . 而是当拉应变达到极限 2 0 )在混凝土结构 的温度作用及收缩徐变作用方 面较相应 的 8 规 分别 给出了新 的相对较为合理的混凝土结构温度梯 拉应变时才 出现裂缝 硬化后的混凝土极限拉应变约为 10 lr 即 lr 范有明显的进步 . 5x0. O 6 e 但现行规范没有考虑全国范围内的气 长的构件 . 产生 1 m . m的很小受拉变形即会产生裂缝 由于混凝土材料 度和混凝土收缩徐 变计算模型 5 候差异 . 不管东西南 北均采用 同一温差模 式 . 此举是 否合适 无疑值得 的不均匀性 . 裂缝首先在强度最小的位置发生 进一步探讨。 2非 荷 载 裂 缝 及 其成 因分 析 . 32结构的作用效应 . 21材 料原 因 . 基于现有的分 析理论 和分析手段 . 结构在确定作用下的作用效应 水泥品质 : 受风化 的水泥 , 品质很不安定 , 其 混凝 土浇筑后达 到一 内力与变形) 能够 比较可靠地予 以确定 . 已为众多 的现场和室 内荷 这 定强度前 . 在凝 结硬化 阶段会产生短小 的不规则裂缝 随着水 泥品质 (

预应力混凝土连续箱梁裂缝成因分析及预防措施

预应力混凝土连续箱梁裂缝成因分析及预防措施
的应 用 较 为广 泛 。 而 , 一些 实 际工 程 中 , 然 在 预应 力
混凝 土连续 箱 梁往 往会 出现 一些 问题 , 有些 箱 梁 如
桥在 施 工 当 中或投 入 运 营后 不久 即 出现较 多 裂缝 , 这些 裂 缝如 果 处理 不 当 , 将会 降低 箱梁 桥 的结 构 强
来说 ,引起预应力 混凝 土箱形梁开裂 的原 因大致
有 以下 几 个 方 面 。Байду номын сангаас
11 设计 原 因 .
当使 用 变 高 度 箱 梁 时 ,底 板 在 垂 直 平 面 内具 有 一 定 的 曲率 ,预 应力 钢 束 必 须 按 着 这 种 曲率 布 置 。 束 的 曲率 引起 向下 的径 向荷 载 , 种 荷 载 势 钢 这 必 受 到 底 板横 向 弯 曲 的抵 抗 。 当底 板 横 向 配 筋不 足 , 尺 寸 不够 时 , 会 产 生 纵 向裂 缝 甚 至 破 坏 。 或 就 12 施 工 原 因 .
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管理施工
城 市道 桥 与 防 洪
21年 6 00 月第 6 期
预 应力混凝 土连续箱 梁裂缝 成 因分析 及预 防措 施
张 聪
( 深圳市 光 明新 区城 市建设 局 , 东 深圳 5 87 广 1 12) 摘 要: 该文 首先 分 析 了预应 力 混凝 土连 续箱 梁生 成 裂缝 的原 因 , 着从 设计 与 施工 两个 方 面提 出 了预 防措 施 , 接 可供 同行
度、 刚度 及 耐久 性 等 , 甚至 会影 响 桥梁 的使用 寿命 。
1 裂 缝 成 因分 析
引 起 预 应 力 混 凝 土 箱 形 梁 开 裂 的原 因是 多 方
面 的 , 义上 讲 有 以下 几 种 因 素 : 弯 和 抗 剪 能 力 广 抗 不 足 ,未考 虑 温 度 应 力 ,对 预 应 力 筋 应 力 注 意 不 够 , 工 技 术 的差 错 或 不恰 当 , 乏 优 质 的 施 工 工 施 缺 艺来 满 足正 常 结 构 所 需 要 的施 工 精 度 ,材 料 的 强

预应力混凝土箱梁常见裂缝的原因分析

预应力混凝土箱梁常见裂缝的原因分析

预应力混凝土箱梁常见裂缝的原因分析【学员问题】预应力混凝土箱梁常见裂缝的原因分析?
【解答】箱梁常见裂缝:
(1)纵向弯曲裂缝。

(2)纵向弯曲剪应力裂缝。

(3)预应力筋未能覆盖截面产生的裂缝。

(4)桥墩两侧箱梁腹板和独立支撑处箱梁横隔板中的裂缝
(5)温度收缩裂缝。

(6)箱梁底板的锚下裂缝。

(7)大吨位预应力引起的裂缝。

原因分析:
(1)主桥总体设计中对箱梁截面尺寸的拟定不合理,其中包括梁高,腹板及顶板厚度尺寸,承托布置及尺寸。

(2)设计抗弯剪能力不足。

(3)位合理考虑温度应力。

(4)对超静定预应力混凝土连续梁桥设计中的次内力影响估计不足。

(5)预应力束布置不合理。

(6)预应力张拉未达到设计要求。

(7)材料自身强度不足。

(8)施工技术差错或未考虑施工精度的误差。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。

预应力混凝土箱梁桥施工中裂缝成因分析修补

预应力混凝土箱梁桥施工中裂缝成因分析修补

预应力混凝土箱梁桥施工中的裂缝成因分析与修补摘要:在预应力混凝土箱梁桥施工的过程中,对于施工当中箱梁悬臂端地板产生的裂缝问题,在预应力张拉时,通过使用光纤传感技术,进行悬臂端底板受力状况的分析,在此基础上,探寻裂缝的产生原因,并采用有效的解决方法,保证预应力混凝土箱梁桥施工的质量。

基于此,本研究以预应力混凝土箱梁桥施工裂缝为研究对象,就裂缝的成因及修补措施进行了分析。

关键词:预应力混凝土箱梁桥;桥梁施工;裂缝成因;修补措施随着桥梁施工规模和施工速度的不断提升,加大对桥梁施工的管理和技术应用,成为提升桥梁施工质量的重要措施。

在使用移动模架法进行桥梁施工的时候,因为模架呈现出模块化的移动、装卸,所以能够提升施工的速度,并且桥梁的外形等都能够得到保障,不会产生跑模、漏浆等问题。

更重要的是移动模架通过使用桥墩作为模架的有效支撑点,保证在桥梁施工的过程中,不会对桥跨下部的空间产生较高的要求,尤其设和在交叉的道口、滩涂等位置进行施工,一方面不会对交通造成影响,另一方面有着较强的环境适应能力。

但是,移动模架施工也会产生弯桥应用技术难度大、投资大等一些缺点。

1做好预应力混凝土箱梁桥施工应力检测工作在第一单悬臂梁完成浇筑、张拉并拆除模板之后,悬臂端的底板产生了一些纵向的裂缝,这些裂缝的位置处在底板的中间位置,裂缝的长度在一到两米之间。

为了探明这些裂缝产生的原因,在进行第二悬臂浇筑的时候,需要在悬臂端进行温度等传感器的设置,以实现对整个施工过程的跟踪管理。

1.1 应力传感器的设置通过在悬臂端底板内部设置相应的钢筋应变传感器,链各个内埋式的混凝土应变传感器、三个进行温度补偿的光纤温度传感器来保证传感器作用的发挥。

在这些传感器中,一个光纤钢筋应变传感器,是在底板的锚具正下方位置进行埋设的,沿着桥梁进行纵向的设置,对锚具下方在张拉时候产生的应力进行测量,其他的一些应变传感器都需要沿着横向等间距进行设置。

1.2桥梁应力监测的实施当桥梁混凝土浇筑施工结束以后,要做好定期的养护和信息的采集工作,在发现结构应变随着温度线性产生变化,并没有出现跃变的情况下,要及时的采取措施,保证预应力混凝土箱梁施工的质量。

预应力混凝土箱梁桥裂缝分析及防护

预应力混凝土箱梁桥裂缝分析及防护

预应力混凝土箱梁桥裂缝分析及防护【摘要】预应力混凝土箱梁因为具有良好的受力性能,在桥梁工程中得到了广泛的应用。

箱梁桥的抗裂在工程施工、设计等方面吸引了多方的关注。

本文将裂缝的分裂、成因进行了简要的介绍,并且提出了箱梁桥裂缝的一些防护措施。

为今后能够进一步研究预应力混凝土箱梁桥的抗裂提供了新思路。

关键词:混凝土裂缝;防护措施;抗裂1、概述20世纪70年代以来,预应力结构混凝土箱梁桥成为现代桥梁建筑的发展主流,但是在桥梁施工和使用过程中,很多部位都出现了开裂问题,直接影响到了桥梁建筑的性能和寿命,很有可能产生桥梁崩塌断裂事故,不仅造成严重的经济损失,还会威胁人们的生命安全。

因此,对于此类预应力混凝土箱梁桥的裂缝的产生原因和防护措施进行分析研究当是首要。

2、预应力混凝土箱梁桥的裂缝及成因2.1典型裂缝分析对预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝进行了调查,可以发现,裂缝产生的形态各异,产生位置也不尽相同,总的来说,裂缝形态表现为:顶板、底板横向裂缝;顶板、地板纵向裂缝;腹板竖向裂缝;腹板斜向裂缝;横隔板裂缝;预应力钢束锚固区裂缝;沿预应力钢束的顺筋裂缝。

其中箱梁桥建筑常见的裂缝病害有腹板斜裂缝,其特征是位于l/3附近,与水平面大致成45度角度,在跨中两边成八字形;顶板纵向裂缝,其特征是在顶板上沿顺桥向分布,离开腹板一定距离;横隔板发散裂缝,其特征是在横隔板上以过人孔为中心,呈发散状;地板横向裂缝,其特征是通常位于跨中附近地板,竖桥向分布;顶板横向裂缝,其特征是通常在桥墩墩顶附近,竖桥向分布。

2.2裂缝状况分析按照受力载荷,裂缝总体可以分为几种:原生裂缝;干缩裂缝;受力引起的裂缝;变形引起的裂缝。

而变形裂缝在所有的产生裂缝比例最高,因此应当对此类裂缝多加重视。

2.3裂缝成因分析预应力混凝土箱梁桥的裂缝产生原因涉及到多个方面,例如结构设计、施工工艺、气候条件、日常养护等。

为了对裂缝的产生原因进行归类分析,我们可以将裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝,进一步分析这两种裂缝的成因。

关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的若干探讨

关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的若干探讨

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起 的 裂 缝 , 有 由 保 护 层 厚 度 不 足 引 起 的 裂
对 于 预 应 力 混 凝 土 结 构 ,箱 梁 内部 预 应 力 对
结构应力状 态有较 大的影 响,随着 桥梁运 营 时 间的增长 ,预应力钢 束发 生松弛效 应 ,并 且越 来越 明显。在现代 施工 中一般采 用低松 弛 钢 绞 线 材 料 , 并 且 规 范 张 拉 工 艺 , 但 在 具 体 操 作 中难 免 会 出现 与 规 范不 相 吻 合 的情 况 , 力筋 长 期持 荷 加 之 混凝 土 收 缩徐 变 影 响 ,预 应力损 失也是相 当严重 的。 同时,选 用钢筋 不合理 也会 引起 横 向裂 缝,对 于普通 钢筋 混凝土箱梁 ,钢筋 与混凝 土的粘 结力对 结 构 的 整 体 刚 度 和 裂 缝 的 扩 展 有 较 大 的 影 响 。我 们 应 该 选 用 表 面 不 光 滑 、 化 学 吸 附 作 用和握裹力都较强的预应力钢筋。 ②腹板斜裂缝一般发 生在支 点至1 4 / 跨之 间 。对 于预应 力和非预 应力箱 梁,在施 工阶 段以及在 运营阶段 ,腹板 经常 出现 斜裂缝 , 斜裂缝 同样有 多种 因素 引起 ,有 设计计算 、 设计 构 造 配筋 、施 工 工艺 、气 候 条件 、 日
验 ,从工程 管理的 角度 出发 ,深入地探 讨一 要 原因 ,首 先 ,预 应力损 失过大 导致腹板 主 下预 应力砼 连续箱 梁裂缝产 生的原 因及 预 防 拉 应力过大 , 由于 纵 向预 应力损 失的存在 , 措施 。 部 分预应力 损 失超 过设计 计算值 导致截面 抗 关键 词 :预 应力砼 ;连续 箱粱 ;裂缝类 弯承 载力严 重下 降,从而 产生翼缘 板横 向裂 型 ; 产 生 成 因 缝。 预应 力砼连 续箱梁 作为 目前我 国桥 梁结 二 、预 防 裂 缝 产 生 的 相 关 措 施 构 的主要型 式,在各 大工程 项 目中得 到广泛 2 1施 工 支 架 设 计 . 在 平 坦 地 段 , 可 采用 满 堂 支 架 进 行连 应用 。 由于其 设计应用 率高 ,其结构质 量 也 越来越 被重视 。在众 多质量预 控项 目中,其 续箱梁 施工 ,支架底 部采 取整体化 处理 ,立 裂缝 问题较 为常见 ,在 所有质 量病害 中 出现 柱之 问应设 置剪刀撑 。对跨 越河沟 或需要 留 频率 较高 。由于混凝土 裂缝 的存在和 发展通 有行 车通道 的地段 ,则采 用跨越 式支架 ,此 常会 使 内部 的钢 筋等材 料产 生腐蚀 ,降低钢 时 ,支架 中的横梁应 具有 足够 的刚度 。支 架 筋混凝 土材料 的承载 能力、耐 久性及抗 渗能 基础可 采用混 凝土预 制块或枕 木 。支 架顶部 力 ,影响箱粱 的外观 ,降低箱 梁使用寿 命 。 应 设 置 高 度 设 节 器 , 用 以调 节 支 架 预 防 压 后 所 以,对裂缝 的有效控 制是影 响箱梁施 工质 的沉 降值 ,使其满足 设计标 高的要 求 。预压 量 的关键 。但 由于箱梁 具有大 体积 、大 厚度 结束 后应根据 承受施 工荷载 后将产 生的弹 性 等特 点,加上外 部环境 等客观 条件 的限制 , 变形和 箱梁底 部的 设计预拱度 等 因素来调整 使得裂缝 问题 的防治是 成为 了箱梁施工 工艺 模板标 高。 控 制 的难 点 。对 此 ,为更 好 地 解 决裂 缝 问 2 2 支 架 地 基 处 理 . 题 ,降低 裂缝 的潜在危 害,下 面,本人 将结 为 了避免 支架 的不均匀 ,需要对 支架地 合多年 参与工程 管理 实践经验 ,就箱梁 裂缝 基进行 认真 处理 。如 果支架 处为地基 承载 力 如何产 生、如何 避免裂缝 等 问题 展开深入 探 较差 的软基地 区,则 需先清 除淤泥及 部分底 讨 , 以供 业 内 同行 参 考 借 鉴 。 层上 ,并分层 回填碾 压至承 台顶标高 ;当桥 箱梁裂缝类型和成 因分析 梁跨径 不大 ,且采用跨 越式支 架时 ,则可 以 根据 裂缝产 生部位 的不 同我 们可将其 分 利用桥 梁墩 台基础 的承台作 为支架 的基础 。 为:翼缘板横 向裂缝和腹板斜裂缝 两种 。 必要时 可考虑采 用临 时扩 大基 础 ,桩基 础或 ①翼缘 板横 向裂缝一般 发生在 箱梁受 纵 混凝土护简基础 。 向弯矩较 大处 的受拉翼缘 板处 ,横 向裂缝 一 2 3支架的全程预压 . 般均发生 在跨 中底 板翼缘 。对 于连 续箱梁 , 为 了 消 除承 受 施 工 荷 载 后 支 架及 基 础 横 向裂 缝 还发 生 在支 座 负弯 矩 处 的顶 板 翼 产 生的弹 性和 塑性变形 ,支架 必须用 与箱梁 缘,并且大部分出现在距支点 13 / 跨径 范围以 相 等的重 量进行 等荷预压 。预压 荷载 置于支 内 , 越 靠 近 支 点 裂 缝 越 严 重 ,对 于 该 类 型 裂 架顶部 ,但不宜 直接放在 箱粱底 模上 ,以免 缝,主要 由 以下 原因引起 ,混凝土 徐变 引起 磨 损模板 。在加 载前后及 卸载 后 ,应 定时定 横 向裂缝 ,在长 期荷载作 用下 ,受混凝土 徐 点测量支 架的沉 降情况 ,支架 预压应采 取双 变 影响 ,箱 粱在运营6 年~ 7 年后跨 中均有不 控 ,即持续 预压5 以上及 达到稳 定状 态2 以 d d 同程 度 的下 挠现象 较大 的形变 引起 箱梁应 上 。沉 降稳定状态标准为2h 4 沉降±lm m。 力重分布 ,给结构 带来 附加 被动应 力。 由于 对 于支 架地基 条件变 化较大 的地段 ,支 结构所受 到的外荷 载不变 ,各截面 应力增 加 架 必须进 行全程预 压 ,不能仅预 压一孔 支架 是 由附加 弯矩不断 变化引起 的 ,附加弯矩 随 取得 经验 数据 ,并将其 用于 全桥。预压 采 时间不断增加,直到混凝土徐变停滞为止。 用传 统 的沙袋作为 支架 的预压荷 载,严格 控 同时 ,预 应力松 弛也会 引起横 向裂缝 , 制 预压重 量并使预 压荷载 均布 ,使整个 支架

浅析预应力混凝土箱梁主要裂缝种类、产生原因及预防措施

浅析预应力混凝土箱梁主要裂缝种类、产生原因及预防措施

1 预应 力混凝土箱 梁裂缝 主要类型 、 特征及 其 防治措 施
对于预应力混凝土连续箱梁.根据产生裂缝 的位 置和形状 不 同. 大致可 以分 以下七类。
() 3 严格控 制竖 向预应力筋张拉和灌浆工艺 在张拉时间 且 上与纵 向预应力筋张拉要基 本保持 同步:
() 板设计厚度要 满足预应力筋 的布置和分布钢筋及 箍 4腹 筋 的布置:
左、 右两侧对称分布与 水平夹角多为 1 0 。 5 5  ̄
主要产生原因:腹板最大主拉应力超过 混凝土抗 拉强度或 斜截面抗剪强度不足。引起腹板抗力不足的原因可能有: 计算模
主要产生原因: 板跨 中抵抗弯矩不足 。引起抵抗弯矩不足 底 的原因通常有: 力钢束 曲线径 向力: 预应 预应力钢束有转折 角处 所产 生的集 中力 的合 力; 向温度应力: 向配筋不足: 面尺寸 横 横 截
切实 、 实、 实。 求 务
4 表达方式 要通俗易懂
施 工技术交底不论编写的多么完善 , 多么切实 , 如果无法让 唼受它的工人理解 、 白, 明 它就等 同于一张废纸 了。由于施工现 历的操作 者基 本都是 民工 , 文化素质低 , 理解能力差 , 这样 就要
还有诸多我们要不断挖掘的潜力 , 在施工实践中, 我们还将继续 努 力, 逐渐 完善和发扬它 的作用。
了, 没有 实施 的价值 。
人, 保证每一个 工人都能 明了要干的活是怎么干 的, 是怎么一个 要求 , 要达到什 么样 的效果 。只有这样, 技术交底才能真正发挥 指 导操作的 目的, 在提高工人操作素质 的同时提高工程质量 。
因此技 术交底 的可操作性就是要求编写者在确定工艺方案
时, 一定要先考 虑这样做所需的、 将造成的 、 会影响到 的方 方面

连续箱梁裂缝问题

连续箱梁裂缝问题

连续箱梁裂缝问题探讨摘要:裂缝是混凝土连续箱梁桥的突出病害之一。

和现浇箱梁比较,预制箱梁对地理环境的要求,如果用架桥机配合安装,几乎对地基没什么压实度的要求,但在施工中机械人员投入大,工艺较为复杂,容易产生各种裂缝问题。

鉴于此,本文对连续箱梁裂缝问题进行了探讨。

关键词:箱梁;裂缝防治一、前言箱形截面是大跨径连续梁桥最适宜的横截面型式。

其主要优点有:(1)截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性。

(2)顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效的抵抗正负弯矩,并能满足配筋的要求,(3)适合于现代化施工方法的要求。

(4)承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,同时截面效率高,适合于预应力混凝土结构空间布束,能收到良好的经济效果;(5)适合于修建曲线桥,具有较大适应性;(6)能很好适应布置管线等公共设施等优点。

因而,箱形截面形式在现代各种桥梁中均得到广泛应用。

然而随着箱梁结构的广泛使用,箱梁的结构的一些缺点也逐渐暴露出来。

二、连续箱梁常见的裂缝1、材料引起的裂缝。

预应力混凝土粗集料要求级配良好,如果级配不良会造成沉缩裂缝;细集料要求使用中砂以上砂粒,且含泥量有严格规定;对粗细集料都必须严格控制针片状颗粒含量。

如细集料含泥量和泥块含量高,搅拌后就不能拌和均匀,而在泥块集中的部位发生龟裂;粗集料的针片状含量大或者级配不好,就很容易在粗集料周围产生沉缩裂缝;此外如果水泥质量不合格或者发生变质就很容易在水泥结块的地方发生龟裂裂缝。

2、干缩引起的裂缝。

干缩裂缝多出现在桥梁工程施工中混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。

相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。

当砼内毛细水减少时,会引起毛细管内压力增大,使管壁受到压力,其压力随温度减小而增大,表现为体积的“干缩”。

干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,在连续箱梁平面部位多见,而较薄的梁肋中多沿其短向分布。

干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀从而影响连续箱梁的耐久性、承载力等。

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探讨预应力混凝土连续箱梁桥裂缝问题摘要:本文结合某工程实例,通过分析调查对箱梁裂缝产生的原因,研究了钢筋混凝土箱梁裂缝的性质,提出了预应力混凝土连续箱梁桥防止箱梁裂缝的几点建议。

关键词:钢筋混凝土箱梁;裂缝;分析
随着预应力混凝土连续箱梁桥在我国各地的广泛应用,混凝土箱梁腹板大面积开裂病害的报告也越来越多。

例如某钢筋混凝土连续箱梁桥,在施工过程中现场质检人员就发现箱梁腹板及底板出现了裂缝。

最大裂缝宽度达1.6mm,最长达1400cm:第1孔箱梁裂缝主要发生在跨中约2m 范围内,裂缝最大宽度约为o.05mm;第2孔箱梁左侧腹板裂缝主要在半跨范围内发生,右侧腹板裂缝则在1/4跨至跨中约7m范围分布,裂缝最大宽度为0.18mm;第3孔裂缝最为严重,发生在1/4跨到3/4跨约10m 范围,少数裂缝最大宽度为o.22 mm,且在3墩(桥台)附近的箱梁左侧腹板上有数根斜向裂缝。

l.施工方法改变的分析
为弄清该箱梁裂缝产生的原因及裂缝的性质,经调查,该桥箱梁混凝土实际强度、箱梁的实际尺寸、箱梁钢筋骨架的布设等均满足设计要求,但3跨连续梁的施工方法与设计文件有差异。

设计上要求3跨整体现浇混凝土,而当时由于施工单位支架及模板的周转问题,经批准,施工单位将原定的3跨整体现浇改为两个梁段现浇混凝土施工——2009年4月浇注第2孔、第3孔及第一孔中距1墩
4.5m长度的梁段,待混凝土达到设计要求的强度后,拆除第2孔、第3孔混凝土箱梁的模板及孔下支架;2009年7月浇注剩余的梁段。

也就是说,实际采用的是逐孔施工方法,如图2所示。

参照设计图纸提供的箱梁尺寸、配筋情况,根据混凝土实际强度,实际施工的时间和混凝土的加载龄期,同时考虑混凝土徐变,计算了施工方法改变引起的该桥箱梁控制截面处自重弯矩及剪力
变化的百分比。

表1施工方法改变后箱梁自重弯矩变化百分比(%)
表2 施工方法改变后箱梁自重剪力变化百分比(%)
表3箱梁裂缝最大宽度单位:mm
由表1、表2知,第1跨、第2跨跨中的自重弯矩增加了10%以上,其中包括了第1、第2次施工问近4个月的时间中混凝土的徐变作用。

按照现行公路桥梁设计规范中裂缝最大宽度计算方法,分别计算了箱梁按设计施工方法和实际施工方法施工时,箱梁自重产生的竖向弯曲裂缝的最大宽度。

在钢筋混凝土箱梁自重作用下,两种施工方法都会使箱梁产生裂缝。

按设计要求的整体现浇施工方法计算得到第1孔、第3孔裂缝最大宽度为0.05 mm;在实际施工方法下,理论上,第1孔、第
2孔受到的影响较大,裂缝宽度增加了14%~19%,且第1孔的裂缝应该比第3孔严重。

但现场检查结果却是第3孔在裂缝尺寸、根数上都较第l孔严重,且现场检测到的第2孔、第3孔箱梁裂缝宽度比实际施工情况下的理论裂缝宽度大的多,从这个角度而言,并不是施工方法的改变和混凝土的收缩徐变导致了第2孔、第3孔箱梁裂缝的分布形态。

2.箱梁混凝土温度收缩的分析
混凝土工程结构中的裂缝一般分为荷载裂缝和变形裂缝。

荷载裂缝主要是荷载作用产生的拉应力超过
混凝土的抗拉强度而使混凝土开裂。

变形裂缝则是由于混凝土结构有收缩变形的要求,但因结构受到约束,导致变形得不到满足,结构中就产生了拉应力,其值超过混凝土抗拉强度时,结构产生裂缝。

2.1分析模式
通常在支架上浇注混凝土时,若支架底模板强度、刚度都满足要求,现浇混凝土连续箱梁就可看作与模板紧密接触,支承在底模板上的混凝土长梁。

当混凝土长梁产生温度收缩或其他原因的收缩变形时,梁的高度在方向可自由变形,但纵向上梁的下部受到约束(约束来自模板),这种约束与建筑上长墙受到的地基约束很类似,称为连续式约束。

长梁的现浇混
凝土在降温及发生收缩时,会产生缩短变形,长梁受到底模板
的约束而在梁内出现拉应力,当拉应力起过混凝土抗拉强度时会产生垂直于拉应力方向的裂缝。

在长梁高度或箱梁底板厚度(或腹板厚度)小于等于o.2倍梁长时(该桥第一次浇注的混凝土箱梁段满足此要求),混凝土长梁内由温度收缩引起的水平拉应力沿梁的纵向呈双曲函数分布,在梁段跨中水平拉应力达到最大值。

可以用式(1)估算第2孔、第3孔跨中位置早期混凝土的最大温度收缩应力。

(t)h(t, t)(1)
式中a——混凝土线膨胀系数;
u——泊松比;
△t——将从水化热引起的温度上升的峰值至周围气温的总降温差分解为n段,△t为第i段的温差(包括收缩当量温差);
h(t,t)——相当于第i段龄期 t,经过由t至t时间的应力松弛系数,
t为由峰值温度降至周围气温的时间;
β——与水平阻力系数c、混凝土弹性模量
e(t)及箱梁底板高度或腹板厚度h
有关的系数。

β的作用类似于接触摩擦力中的摩擦系数u,它与c成正比。

c 与接触面间的材料直接相关(指箱梁的底模板与箱梁底板混凝土间的水平阻力系数),箱梁底模板的不光滑会直接导致c的增大,从
而使得β也随之增大。

2.2 箱梁裂缝的分析与计算
施工单位提供了箱梁混凝土相关材料的资料:水泥标号:525,水泥用量:500 kg/m³。

正因为水泥标号高、单位用量大,导致水化热温差较大,加上第2孔、第3孔箱梁底模板采用竹胶板使箱梁底板上形成相当多的布纹,粗糙异常,根据公式(1)中的β的解释,可以初步断定由公式(1)估算得到的水平拉应力应该很大。

根据钢筋混凝土箱梁施工的时间和进度,现估取当地3月份大气平均气温为10℃;因降温速率无具体记录,这里β (t)、h (t,t)粗略取龄期7d、14d、21d 的平均值;总降温中包括混凝土水化热温差t(由相关资料估算得31℃),收缩当量温差t(估算约为12.8℃),冬天施工不计温差;c参照坚硬碎石取值。

由公式(1)估算得~为2.4 mpa,已超过该桥箱梁所使用的40混凝土的抗拉强度,完全有可能导致中第一批裂缝的出现。

温度收缩裂缝的分布具有“一再从中部开裂”的规律性,即水平拉应力理论上在跨中达到最大,当超过混凝土抗拉强度时先在长梁跨中出现第1条裂缝,整块梁分成两块,每块又有自己的水平应力分布图。

当水平法向拉应力仍然超过混凝土抗
拉强度时,在各自的跨中出现第二批裂缝等等,直至跨中拉应力小于混凝土抗拉强度,此时裂缝稳定,如式(1)。

此桥第2孔、
第3孔箱梁裂缝分布也是从跨中向两边散开,比较符合这种分布规律,只是因为混凝土抗拉强度不均匀,双曲函数比较平缓,箱梁底模板粗糙程度不一致,箱梁尺寸的细微差别,外界约束不同等原因导致裂缝隙不完全位于第2孔、第3孔1/2跨、1/4跨等位置。

对于第3孔的裂缝情况,特别是靠近3墩附近腹板斜裂缝,很可能与3(桥台)上的固定支座有关。

该固定支座位于桥台左侧,在浇注混凝土前后均处于固定状态,加大了第3孔的约束,导致第3孔的裂缝多于其他孔,且在靠近3墩的箱梁左侧腹板出现了斜裂缝。

以上的计算和分析说明:该桥第1孔箱梁的裂缝主要属于荷载裂缝,由混凝土箱梁自重所产生,裂缝宽度未受施工方法改变的影响,裂缝最大宽度为o.05 mm,与由设计施工方法计算得到的理论裂缝宽度相符;第2孔、第3孔箱梁裂缝主要属予变形裂缝,由混凝土温度收缩所产生,直接原因是:混凝土拌合物中水泥的标号高,单位用量大,箱梁底模板采用了粗糙的竹胶板。

第2孔、第3孔箱梁裂缝个别宽
度达到0.22 mm,但这种温度收缩裂缝一般处于稳定状态,后期荷载作用不会对裂缝产生较大的影响,不影响正常使用。

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