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摘 要 :本文分析了混凝土桥梁工程中常见裂缝的种类及成因,论述了怎样全面防治混凝土桥梁施工裂缝,以确保桥梁使用安全及使用寿命.
关 键 词 :混凝土 桥梁 裂缝
混凝土开裂已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一.在混凝土桥梁产生的各种裂缝,形成的原因不同,因此其危害性有显著的差异.为此,本文首先概述了裂缝的种类和成因,然后从设计和施工两个方面分析了如何防治混凝土桥梁的施工裂缝.
1.裂缝的种类及成因分析
(1)荷载产生的裂缝.钢筋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,又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种.承受拉(轴)力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应力,承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力,它们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝.裂缝一般沿构件宽度方向贯通部分截面或全截面.根据截面形状的不同,荷载裂缝的形态也会有所不同.
(2)混凝土收缩引起的裂缝.混凝土收缩所产生的裂缝是最常见的一种裂缝,包括塑性收缩、缩水收缩等.混凝土浇筑4～5h后,水泥水化反应激烈,逐渐形成分子链,水分急剧蒸发,骨料下沉,混凝土硬化尚未完成,此时发生的收缩称为塑性收缩.骨料下沉,受到钢筋阻挡,形成沿钢筋方向的裂缝,此即为塑性收缩裂缝.混凝土初步硬化完成后,表层水分逐渐蒸发,湿度逐渐降低,混凝土体积逐渐减小,称为缩水收缩.混凝土内外收缩不均匀,表面收缩大,因此会受到内部混凝上的约束,表面混凝土将会承受拉力,超过抗拉强度后,便会产生收缩裂缝.
(3)温度变化引起的裂缝.混凝土桥梁属于大体积混凝土工程,在浇筑过程中,混凝土内会产生较大的水化热,如果采取的措施不当,会造成混凝土内外的温差过大,产生较大的温差应力,从而导致混凝土产生裂缝.
(4)基础变形引起的裂缝.桥梁工程一般跨度大,宽度窄,基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,便会在结构中引起较大的附加应力,一旦超出结构的抗拉能力,便会发生开裂.基础沉降变形的主要原因有地质、勘察不详、结构荷载或基础类型差别太大等.
(5)施工工艺质量引起的裂缝.1)支架地基未压实、基础承载力不够,浇筑混凝土后支架产生不均匀沉降,2)支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足,浇筑混凝土中,混凝土自重及侧向压力迫使模板变形,过旱拆模或野蛮拆模引起的裂缝,3)混凝土搅拌、运输时间,引起混凝土坍落度过低,和易性不好,4)混凝土配合比不符合规范要求,水泥、碎石、砂、外加剂、外掺料等不符合规范要求,5)擅自更改设计水灰比,从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,6)混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑,混凝土浇筑不连续,施工缝处理不到位,7)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞等,削弱了截面承载力,引起钢筋锈蚀等,8)混凝土养护措施不当,使得混凝土的结构强度未达到设计目标.
(6)钢筋锈蚀引起的裂缝.一般桥梁结构都处在自然环境下,若构件保护层过薄、密实性较差或防腐措施不当,混凝土中的钢筋就会锈蚀,引起体积膨胀,导致混凝土顺筋胀裂.这种先锈后裂的纵向裂缝一旦发生,就会逐步恶化,最终导致混凝土保护层成片剥落甚至钢筋锈断.
(7)构件不能自由伸缩引起的裂缝.现浇桥梁混凝土达到一定强度时支座临时锁定未及时解除,造成梁体不能自由伸缩引起的裂缝.除了以上所列的几种裂缝以外,施工材料缺陷、气候变化等也会对桥梁裂缝的产生有影响,需要结合具体工程条件及施工过程中的变化,做好动态控制的各项准备.
2.裂缝防治措施
2.1 设计防裂控制措施
为尽量避免荷载裂缝的出现,应尽量避免结构突变或断面突变,如果结构突变不可避免,则应做好细部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋或斜向钢筋等.为防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝,可增加构造配筋,以提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构.为防止筋锈蚀引起的裂缝,设计中应严格按照规范要求控制裂缝宽度,采用足够的保护层厚度及防腐混凝土.
怎样撰写混凝土学位论文
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2.2 施工防裂控制措施
(1)钢筋绑扎:绑扎钢筋前,首先应进行彻底的除锈,然后加工成型后运至现场进行安装,安装时严格把握钢筋的间距.钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求.钢筋层间距对混凝土构件的受力性能影响显著,但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用寿命,尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下,因此,在钢筋层间应留有足够的间距,钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝土垫块.
(2)模板的安装与拆除:针对具体工程,应对模板及其支架的承载能力、刚度和稳定性进行校核,不能盲目依照经验和类似工程照搬使用.支架应牢固可靠,施工前必须对支架进行预压,以消除支架非弹性形变和测出弹性形变值以便立模预留预拱度.安装模板时应确保构造紧密、不漏
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