2022年混凝土桥梁裂缝成因综述.docx





《2022年混凝土桥梁裂缝成因综述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年混凝土桥梁裂缝成因综述.docx(6页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品学习资源混凝土桥梁裂缝成因综述l 引言混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种外形,并且耐火性好、不易风化、养护 费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料;混凝土最主要的缺点是抗拉才能差,简单 开裂;大量的工程实践和理论分析说明,几乎全部的混凝土构件均是带裂缝工作的,只是有些裂缝很 细,甚至肉眼看不见 0.05mm,一般对结构的使用无大的危害,可答应其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、爱护层剥落、钢筋腐蚀, 使混凝土的强度和刚度受到减弱,耐久性降低,严峻时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必 须加以掌握;我国现
2、行大路、铁路、建筑、水利等部门设计标准均采纳限制构件裂缝宽度的方法来保 障混凝土结构的正常使用;本文所争论的仅指后一类裂缝;近年来, 我国交通基础建设得到迅猛进展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁; 在桥梁建造和使用过程中, 有关因显现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜;混凝土开裂可以说是 “常发病 ”和“多发病 ”,常常困扰着桥梁工程技术人员;其实,假如实行肯定的设计和施工措施,许多裂缝是可以克服和掌握的;为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的熟悉,尽量防止工程中显现危害较大的裂缝,本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的缘由作较全面的分析、总结,以便利设计、施工找出掌握裂缝的可行方法,到
3、达防范于未然的作用;l 混凝土桥梁裂缝种类、成因实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要缘由;混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的缘由,大致可划分如下几种:一、荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种;直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;裂缝产生的缘由有:1、 设计运算阶段,结构运算时不运算或部分漏算;运算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符; 荷载少算或漏算;内力与配筋运算错误;结构安全系数不够;结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏
4、少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等;2、 施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不明白预制结构结构受力特点,随便翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更换结构施工次序,转变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲惫强度验算等;3、 使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝;裂缝产生的缘由有:1、 在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规运算有出入或运算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂;例如两铰拱桥拱脚设计常常采纳布置“X”形钢筋、同时削减该处
5、断面尺寸的方法设计铰,理论运算该处不会存在弯矩,但实际该铰仍旧能够抗弯,以至显现裂缝而导致钢筋锈蚀;2、 桥梁结构中常常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规运算中难以用精确的图式进行模拟运算, 一般依据体会设置受力钢筋;争论说明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞邻近密集, 产生庞大的应力集中;在长跨预应力连续梁中,常常在跨内依据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面邻近常常可以看到裂缝;因此,假设处理不当, 在这些结构的转角处或构件外形突变处、受力钢筋截断处简单显现裂缝;实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见缘由;次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质;次欢迎下载精品学习资源应
6、力裂缝也是由荷载引起,仅是按常规一般不运算,但随着现代运算手段的不断完善,次应力裂缝也是可以做到合理验算的;例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力,不少平面杆系有限元程序均可正确运算,但在 40 年前却比较困难;在设计上,应留意防止结构突变或断面突变,当不能回避时,应做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢;荷载裂缝特点依荷载不同而异出现不同的特点;这类裂缝多显现在受拉区、受剪区或振动严峻部位;但必需指出,假如受压区显现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构到达承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其缘由往往是
7、截面尺寸偏小;依据结构不同受力方式,产生的裂缝特点如下:1、 中心受拉;裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向;采纳螺纹钢筋时,裂缝之间显现位于钢筋邻近的次裂缝;2、 中心受压;沿构件显现平行于受力方向的短而密的平行裂缝;3、 受弯;弯矩最大截面邻近从受拉区边沿开头显现与受拉方向垂直的裂缝,并逐步向中和轴方向进展;采纳螺纹钢筋时,裂缝间可见较短的次裂缝;当结构配筋较少时,裂缝少而宽,结构可能发生脆性破坏;4、 大偏心受压;大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件,类似于受弯构件;5、 小偏心受压;小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,类似于中心受压构件;6、 受剪;当箍筋太
8、密时发生斜压破坏,沿梁端腹部显现大于 45方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端中下部显现约 45方向相互平行的斜裂缝;7、 受扭;构件一侧腹部先显现多条约 45方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方向绽开;8、 受冲切;沿柱头板内四侧发生约45方向斜面拉裂,形成冲切面;9、局部受压;在局部受压区显现与压力方向大致平行的多条短裂缝;二、 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,假设变形遭到约束, 就在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝;在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以到达甚至超出活载应力;温度裂缝区分其它裂缝最主要
9、特点是将随温度变化而扩张或合拢;引起温度变化主要因素有:1、年温差;一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相和谐,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等;我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度;考虑到混凝土的蠕变特性,年温差内力运算时混凝土弹性模量应考虑折减;2、日照;桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布;由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,显现裂缝;日照和下述突然降温是导致结构温度裂缝的最常见缘由;3、突然降温;突降
10、大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外外表温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度;日照和突然降温内力运算时可采纳设计标准或参考实桥资料进行,混凝土弹性模量不考虑折减;4、水化热;显现在施工过程中,大体积混凝土厚度超过2.0 米浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使外表显现裂缝;施工中应依据实际情形,尽量挑选水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,削减骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采纳循环冷却系统进行内部散热,或采纳薄层连续浇筑以加快散热;5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易显现裂缝;6、预制 T 梁之间横隔板
11、安装时,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,假设焊接措施不当,铁件邻近混凝土简单烧伤开裂;采纳电热张拉法张拉预应力构件时,预应力钢材温度可上升至350,混凝土构件也简单开裂;试验争论说明,由火灾等缘由引起高温烧伤的混凝土强度随温度的上升而明显降低,欢迎下载精品学习资源钢筋与混凝土的粘结力随之下降,混凝土温度到达300后抗拉强度下降 50%,抗压强度下降 60%, 光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%;由于受热,混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩;三、 收缩引起的裂缝在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的;在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩干缩是发生混凝土体积变形的主要缘由,另外仍有
12、自生收缩和炭化收缩;塑性收缩;发生在施工过程中、混凝土浇筑后45 小时左右,此时水泥水化反应猛烈,分子链逐步形成,显现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩;塑性收缩所产生量级很大,可达1% 左右;在骨料下沉过程中假设受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝;在构件竖向变截面处如T 梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不匀称将发生外表的顺腹板方向裂缝;为减小混凝土塑性收缩, 施工时应掌握水灰比, 防止过长时间的搅拌, 下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑;缩水收缩干缩;混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积
13、减小,称为缩水收缩干缩;因混凝土表层水分缺失快,内部缺失慢,因此产生外表收缩大、内部收缩小的不匀称收缩,外表收缩变形受到内部混凝土的约束,致使外表混凝土承担拉力,当外表混凝土承担拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝;混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩;如配筋率较大的构件超过 3%,钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土外表简单显现龟裂裂纹;自生收缩;自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的即收缩,如一般硅酸盐水泥混凝土,也可以是负的即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土;炭化收缩;大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形;炭化收
14、缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快;炭化收缩一般不做运算;混凝土收缩裂缝的特点是大部分属外表裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交叉,成龟裂状,外形没有任何规律;争论说明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:1、水泥品种、标号及用量;矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,一般水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低;另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大,就混凝土收缩越大,且发生收缩时间越长;例如,为了提高混凝土的强度,施工时常常采纳强行增加水泥用量的做法,结果收缩应力明显加大;2、骨料品种;骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 混凝土 桥梁 裂缝 成因 综述 doc

限制150内