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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時(shí)間:瀏覽:次
一、引言
一座橋梁從建成到使用,牽涉到許多方面。稍有不慎橋梁便會(huì)出現(xiàn)裂縫。 因此,嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運(yùn)營管理過程中,需要進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。本文根據(jù)自身實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn),針對橋梁裂縫在道橋工程中的影響進(jìn)行了闡述。首先根據(jù)橋梁工程中混凝土橋梁縫的種類,就其產(chǎn)生的原因,主要是由于荷載、溫度差異、收縮以及施工質(zhì)量和施工材料等方面產(chǎn)生了橋梁裂縫問題,分析每種成因下橋梁裂縫的特點(diǎn)和具體情況,說明不同成因的橋梁裂縫對于工程的影響,并給予相應(yīng)的對策指導(dǎo)。
二 荷載引起的橋梁裂縫問題
2.1直接應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生
2.1.1設(shè)計(jì)階段
進(jìn)行計(jì)算時(shí)不夠恰當(dāng);結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力情況不符;荷載少算或漏算;結(jié)構(gòu)剛度不夠;設(shè)計(jì)圖紙不夠清楚等。
2.1.2施工階段
施工機(jī)具和材料堆放不當(dāng);不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意施工;擅自更改施工順序;改變結(jié)構(gòu)受力模式:不對結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。
2.1.3投入使用階段
超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛過橋;與車輛和船舶產(chǎn)生接觸和撞擊;發(fā)生大型災(zāi)害事故等。
2.2 次應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生原因
2.2.1在外荷載作用下,由于道橋的實(shí)際工作情況與實(shí)際有所出入,因而某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。
2.2.2橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、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。在設(shè)計(jì)上,應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變),當(dāng)不能回避時(shí),應(yīng)做局部處理,如轉(zhuǎn)角處做圓角,突變處做成漸變過渡,同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)造配筋,轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋,對于較孔洞有條件時(shí)可在周邊設(shè)置擴(kuò)邊角鋼。
2.2 荷載裂縫特征依荷載不同而導(dǎo)呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)
這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)十分嚴(yán)重部位。但這些裂縫截面尺寸往往較小。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式,產(chǎn)生的裂縫特征如下:(1)中心受拉;(2)中心受壓;(3)受彎;(4) 大偏心受壓;(5) 小偏心受壓;(6)受剪;(7)受扭;(8)受沖切;(9)局部受壓。
三 溫度差異引起的橋梁裂縫問題
由于日照、年溫差等方面的原因,而且混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在許多大跨徑橋梁中,溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張。 引起溫度變化主要因素有:
2.1 年溫差
隨著四季溫度變化產(chǎn)生一定的年溫差,我國年溫差一般是以一月份和七月份的月平均溫度作為變化幅度。這對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在導(dǎo)致橋梁的縱向位移方面,一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施對其進(jìn)行協(xié)調(diào),只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時(shí)才會(huì)引起溫度裂縫,例如拱橋、剛架橋等。考慮到混凝土的蠕變特性,年溫差內(nèi)力計(jì)算時(shí)混凝土彈性模量應(yīng)考慮折減。
2.2 日照
橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽的曝曬之后,橋面時(shí)度溫度明顯高于其它道橋部位,其溫度梯度呈非線形分布。并且由于受到道橋自身約束的作用,使局部拉應(yīng)力過到大,導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。
2.3 突然降溫或雨雪天氣發(fā)生
冷空氣來臨、溫度突降、雨雪天氣等情況的發(fā)生,可導(dǎo)致道橋外表面溫度突然下降,但其內(nèi)部溫度的變化相對較慢,產(chǎn)生一定的溫度梯度和溫差。所以要在在設(shè)計(jì)規(guī)范或參考實(shí)橋資料進(jìn)行。而日照和驟然降溫現(xiàn)象是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。
2.4 水化熱
出施工過程中,由于水泥水化放熱現(xiàn)象,致使內(nèi)外溫差過大,道橋表面出現(xiàn)裂縫。所以,施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥的單位用量水平,減少骨料入模溫度,降低內(nèi)外溫差,必要時(shí)可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng),對內(nèi)部進(jìn)行散熱。
2.5 由于施工措施或養(yǎng)護(hù)不當(dāng),使混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不夠協(xié)調(diào),易出現(xiàn)裂縫。
2.6 預(yù)制T梁之間橫隔板安裝時(shí),若焊接技術(shù)不當(dāng),鐵件附近混凝土便容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,需要避免。
四 收縮引起的橋梁裂縫問題
在實(shí)際工程中,由于混凝土的收縮所產(chǎn)生的裂縫是最常見的。收縮分成塑性收縮、縮水收縮(干縮)、自生收縮和炭化收縮。塑性收縮和縮水收縮是最重要的兩種收縮形式。為減小道橋的收縮,施工時(shí)要在加強(qiáng)設(shè)計(jì)的情況下,更好的促進(jìn)施工的進(jìn)行
4.1塑性收縮
混凝土筑后4- 5小時(shí)左右,水泥水化反應(yīng)激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,因此時(shí)混凝土尚未硬化,稱為塑性收縮。為減小混凝土塑性收縮,施工時(shí)要更好的控制水灰比,避免長時(shí)間攪拌,振搗要密實(shí)。
4.2縮水收縮(干縮)
隨著表層水分蒸發(fā),濕度降低,混凝土在結(jié)硬之后體積便小,稱為縮水收縮(干縮)。由于混凝土表面水分減少快,但其內(nèi)部水分損失慢,所以表面收縮大、內(nèi)部收縮小,形成一定裂縫。
研究表明,影響混凝土收縮裂縫的主要因素有水泥品種、標(biāo)號及用量;骨料品種;水灰比;外摻劑;養(yǎng)護(hù)方法;外界環(huán)境和振搗方式及時(shí)間等。對于溫度和收縮引起的裂縫,增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性。
五 施工質(zhì)量和施工材料所引起的橋梁裂縫問題
5.1施工材料所引起的橋梁裂縫問題
5.1.1 水泥
水泥安定性不合格、水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足,水泥出現(xiàn)受潮或者過期現(xiàn)象或者水泥的堿性過高,都會(huì)導(dǎo)致道橋的裂縫問題。
5.1.2砂、石骨料
砂石的粒徑、級配、雜質(zhì)含量等因素都會(huì)影響混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性,并會(huì)延緩水泥的硬化,降低混凝土強(qiáng)度,使道橋產(chǎn)生裂縫。
5.1.3拌和水及外加劑
拌和水或外加劑中氧化物等雜質(zhì)含量較高對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應(yīng)有影響。
5.2施工質(zhì)量引起的裂縫
如果在施工過程中過程不合理、施工質(zhì)量很低,便會(huì)很容易產(chǎn)生各式各樣的裂縫,特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。、混凝土早期受凍、施工時(shí)模板剛度不足、施工時(shí)拆模過早等因素都會(huì)導(dǎo)致道橋出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。
六、結(jié)語
道橋從開始興建到投入使用,會(huì)牽扯到許多方面的因素,如設(shè)計(jì)、施工等方面。本文從荷載方面、溫度、日照等方面進(jìn)行道橋裂縫的產(chǎn)生,從上述的闡述可知,由于工程中所出現(xiàn)的設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力,都可能會(huì)導(dǎo)致道橋出現(xiàn)裂縫問題,影響道橋的質(zhì)量。在運(yùn)營管理過程中,進(jìn)一步加強(qiáng)工程質(zhì)量的監(jiān)督和管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題,也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
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