混凝土应力裂缝范文第1篇
1 裂缝的概念
裂缝是固体材料中的某种不连续现象,在理论上属于结构材料强度理论范畴。箱梁裂缝指混凝土硬化过程中,由于混凝土脱水,引起收缩,或者受高温高低的温差影响,引起胀缩不均匀而产生的裂缝。
2 特征
箱梁裂缝主要分布在腹板、顶板、底板以及横隔板上,从裂缝的力学特征来看,箱梁梁内裂缝主要存在着纵向弯曲裂缝、剪切裂缝、横向弯曲裂缝、扭转裂缝和局部受力裂缝,具体表现为预应力筋没有“覆盖”而截面又未经校验的裂缝、支承处箱梁横隔板中裂缝、腹板主拉应力斜裂缝、顶板中由于横向预应力布置不当引起的横向弯曲裂缝、温度收缩裂缝和强大预加力锚固处局部劈裂裂缝等 (如表1)。
3 裂缝的原因
(1) 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。实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。 (2) 温度变化引起的裂缝。 (3) 收缩引起的裂缝。 (4) 地基础变形引起的裂缝。 (5) 钢筋锈蚀引起的裂缝。 (6) 冻胀引起的裂缝。 (7) 施工材料质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。 (8) 施工工艺质量引起的裂缝。
4 如何进行裂缝控制的相关措施
(1) 宜选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸水泥,充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。大量试验研究和实践表明,每立方米混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。 (2) 掺加粉煤灰和外加剂。在满足强度等设计指标要求的情况下,掺加原状或磨细粉煤灰,可以降低混凝土中水化热,减少绝热条件下的温升,提高混凝土的后期强度及抗裂能力,效果非常显著。试验表明:掺加20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%。外加剂由于其减水作用和分散作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,从而减少温度裂缝发生的可能性。 (3) 控制混凝土出机温度和浇筑温度。 (4) 改进振捣工艺和养护工艺。 (5) 混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件,是一个十分重要和关键的工作。养护条件对混凝土的收缩影响很大,养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。环境相对湿度越低,风速越大,收缩越大,高空浇灌容易引起开裂,如高架桥梁及桥墩。同时在潮湿的条件下,可使水泥水化充分、完全,从而提高混凝土的抗拉强度。 (6) 要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,在满足浇筑要求时,尽可减少坍落度。 (7) 混凝土搅拌时间适当,过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。 (8) 混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。 (9) 在炎热的夏季和大风天气,为防止水分激烈蒸发,形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取措施缓凝和覆盖。 (10) 遵循“精料供应”的原则,混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能, 有的混凝土骨料中混入有害膨胀物引起混凝土的崩裂。 (11) 从减少收缩的角度出发, 宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。 (12) 严格控制单方混凝土用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大, 在同一水泥用量条件下, 混凝土的干燥收缩和用水量成正比, 成直线关系;当水泥用量较高的条件下, 混凝土的干燥收缩随用水量的增加而急剧增大。 (13) 合理使用“双掺”技术。为降低用水量, 掺加适当数量干燥收缩小的、减水率高、分散性好的外加剂是非常必要的。矿渣、硅藻土、火山灰等粉状掺合料, 一般都会增大混凝土的干燥收缩。但是质量良好, 含有大量球状颗粒的一级粉煤灰, 由于内比表面积小, 需水量少, 却能降低混凝土的干燥收缩值。 (14) 掺加膨胀剂补偿收缩。在地下室和防水工程中, 掺加入适量的膨胀剂可以起到收缩补偿作用, 有利于防止裂缝。但一定要严格控制掺量保证混凝土有足够的强度, 否则混凝土会肿胀和开裂。 (15) 养护时间和方法。混凝土浇筑面受到风吹日晒, 表面干燥过快, 产生较大的收缩, 受内部混凝土的约束, 在表面产生拉应力而开裂。必须在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护。 (16) 合理配置构造钢筋、重视施工质量。混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用, 但与配筋率的高低有关。构造钢筋细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸。有些桥梁工程的桥墩由于施工质量及过大的坍落度, 形成了中部骨料多, 外部或表面砂浆厚, 从而形成极不均匀的收缩, 砂浆和水泥浆的收缩比混凝土的收缩约增加2~5倍。
5 结语
综上所述,只要我们在技术要求上、施工工艺上、材料选用上、浇铸混凝土的事前、事中、事后预于有效的控制,箱梁裂缝的出现是可以有效的消除和减少的。
摘要:裂缝是固体材料中的某种不连续现象, 在理论上属于结构材料强度理论范畴。箱梁裂缝指混凝土硬化过程中, 由于混凝土脱水, 引起收缩, 或者受高温高低的温差影响, 引起胀缩不均匀而产生的裂缝。如何消除或者有效减少箱梁裂缝, 这是工程师们在箱梁预制和现浇梁施工过程中常抓不懈的工作。
混凝土应力裂缝范文第2篇
凝
土 ] [上一篇] [下一篇] 近年来,大跨径预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程或使 用阶段,普遍出现各种不同性质的裂缝问题。典型裂缝是在边 跨现浇段和支座附近以及跨中腹板斜裂缝。本文结合裂缝观 测、有限元分析与理论研究,从裂缝成因分析和防治措施上探 讨了大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝控制问题。 观测到的两座开裂桥梁为桥一和桥二。桥一为56m + 80m + 56m三跨变截面单箱双室连续箱梁桥,支点箱高5m,跨中箱高 214m,桥宽16125m,设计三车道,设计荷载为汽—超20 ,挂—120 ; 桥二为52m+ 3 ×80m+ 52m五跨变截面单箱单室连续箱梁桥,桥 宽16m,设计四车道,设计荷载为汽—20 ,挂—100。 两座桥的裂缝基本相似。桥一是在运营一段时间之后出 现裂缝,而桥二在竣工质量验收时就发现桥梁主跨箱粱的部分 腹板上出现了较多的裂缝,主要分布在跨中箱梁腹板以及在与 边跨桥墩相接的现浇段箱梁腹板上,裂缝分布在上下游的两侧 基本对称,与桥纵轴线成45°左右方向。从裂缝分布与方向来 看,这些裂缝属于结构性裂缝,是由于主跨箱梁承受了较大剪 应力,因而在腹板上出现了斜裂缝。 1 设计计算 111 分析方法
平面有限元分析只适宜于结构初步设计以及无横向偏载 作用下施工阶段的计算,使用阶段结构验算应按空间有限元分 析。在作平面分析时,要将箱梁的空间受力合理而不漏项地简 化到平面计算中。表1 列出了桥一各控制断面在最不利荷载 组合下的第一主应力。可以看出,平面分析下第一主应力均为 较小的压应力,而空间分析结果均为拉应力,且有4 个断面拉 应力数值较大,超出规范规定值。
表1 平面分析与空间分析第一主应力MPa 断面位置平面分析空间分析 距15 号墩415m1. 52 3 5. 61 边跨跨中L1/ 21. 04 0. 50 距16 号墩左4m1. 29 0. 48 距16 号墩右L2/ 41. 32 3 5. 88
注:表中数字负值为压应力,正值为拉应力,加3 者为超出规定值。 112 预应力束的布置
腹板斜裂缝是预应力混凝土连续箱梁常见裂缝形式,是结 构性裂缝,受腹板纵向预应力筋布置方式和竖向预应力大小的 影响。为了深入探讨这两个因素的影响程度,下面列出桥一在 不同预应力条件下的空间有限元计算结果。共分三种预应力 情况进行计算。表2 列出边跨现浇段腹板的剪应力与主拉应 力。荷载组合为:一恒+ 二恒+ 支座沉降+ 顶底板温差10 ℃ + 汽—超20 。三种预应力情况如下: 预应力1 : 腹板纵向预应力按弯筋布置,竖向预应力按 50 %张拉力考虑; 预应力2 :腹板纵向预应力按直线束布置,竖向预应力按 50 %张拉力考虑; 预应力3 :腹板纵向预应力按直线束布置,不考虑竖向预 应力作用。
从计算结果可以看出: (1) 竖向预应力大小对腹板剪应力没有影响。中间支座负弯 矩区段预应力筋布置方式(直线束或弯起束)对剪应力影响也不大。 (2) 中间支座负弯矩预应力筋布置方式对该预应力筋作用 范围内的腹板主拉应力影响很大。但布束方式对边墩现浇段 腹板主拉应力影响不大。
(3) 竖向预应力大小对全桥范围内腹板主拉应力均有影 响。不计竖向预应力作用与计入50 %设计张拉控制力相比, 腹板主拉应力一般增大一倍左右。表中第6 栏主拉应力均超 出规范规定值217MPa ,而第4 栏的数据在规定值之内。 表2 边跨现浇段腹板在不同预应力条件下的 剪应力与主拉应力MPa 计算点 预应力1 (1)τyz (2) S1 预应力2 (3)τyz (4) S1 预应力3 (5)τyz (6) S1 (6)5. 19 2. 205. 11 1. 795. 02 1. 154. 63 1. 384. 27 1. 423. 92 1. 8299 公路规范J TJ02385 美国规范(94) 预加力阶段16. 0 21. 0 22. 0 运营阶段20. 0 17. 5 22. 5 114 温度梯度模式
混凝土应力裂缝范文第3篇
在已建成的大跨度预应力混凝土梁桥中,当跨度超过40m后,横截面大多采用箱形截面。其主要优点是:
①箱形截面是一种闭口薄壁截面,其抗扭刚度大,截面效率指标较T形截面高,结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性。②顶板和底板面积较大,能有效地承担正负弯矩,并能满足配筋的需要,适应具有正负弯矩的结构,也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁、T形刚构等桥型。③适应现代化施工方法的要求。④承重结构和传力结构相结合,使各部件共同受力,截面效率高并适合预应力混凝土结构的空间布束,因此具有较好的经济性。⑤对于宽桥,由于抗扭刚度大,内力分布比较均匀,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。⑥适合于修建曲线桥,并具有较大的适应性。⑦能很好适应布置管线等设施。在设计上,箱形截面可极大地发挥预应力地效用。可提供很大地混凝土面积用于预应力束地通过,更关键地是可提供较大地截面高度,使预应力束有较大的力臂。因此,桥梁设计师可发挥箱梁和预应力地特点,顶底板纵向钢束采用平弯和竖弯相结合的空间曲线,集中锚固在腹板顶部的承托中(或锚固在腹板中),底板钢束尽可能靠近腹板加厚板(齿板)并在其上锚固。 2预应力连续箱梁裂缝的产因
预应力连续箱梁的裂缝类型主要有:边跨斜裂缝,边跨水平裂缝,中跨斜裂缝,中跨水平裂缝,边跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生,中跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生,底板、顶板纵向裂缝,底板、顶板横向裂缝、箱梁横隔板的放射性裂缝,预应力锚固部位齿板附近裂缝。 预应力混凝土连续箱梁裂缝从成因角度可分为:由荷载效应(如弯矩、剪力、扭矩及拉力等)引起的裂缝、由外加变形或约束引起的裂缝,主要包括“基岩效应”、地基不均匀沉降、混凝土收缩、外界温度的变化等、钢筋锈蚀裂缝、预加力次效应引起的裂缝、建材原因引起的裂缝。
根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为:翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。 ①翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处,横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁,横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘,并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内,越靠近支点裂缝越严重,对于该类型裂缝,主要有以下原因引起,首先,设计时翼缘板有效分布宽度考虑不足,薄壁箱梁翼缘板有效分布宽度问题实际上就是剪力滞问题,由于理论计算剪力滞效应较为繁琐,不适于工程应用,各国普遍采用有效分布宽度的概念。由于剪力滞效应的考虑不足或计算值安全储备较低,在一些特殊荷载工况下容易发生应力过度集中,腹板处翼缘应力波峰超过允许值,因而首先在该处发生横向裂缝。在多年反复荷载的作用下,裂缝横向发展,向翼缘板中部扩展,以至于形成横向通缝。对于薄壁箱梁桥的翼缘板横向裂缝,病害原因多归于此。其次,混凝土徐变引起横向裂缝,在长期荷载作用下,受混凝土徐变影响,箱梁在运营6年~7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布,给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变,各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的,附加弯矩随时间不断增加,直到混凝土徐变停滞为止。
同时,预应力松弛也会引起横向裂缝,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。
混凝土应力裂缝范文第4篇
专业论文
现浇预应力混凝土连续箱梁的施工
现浇预应力混凝土连续箱梁的施工
[摘要];道路施工中桥梁上部采用箱形截面,下部采用独柱墩,具有桥梁外形简洁美观,桥下通视好的优点,应用广泛。本文结合佛山市狮和公路BS-03标段桃园路分离式立交桥现浇预应力连续箱梁对现浇预应力连续箱梁的施工方法进行阐述。
[关键词] ;箱形连续梁;预应力 ; 混凝土 ; 施工
[Abstract]; road construction of bridge with box section, the lower part of the use of single column pier bridge, with simple and elegant appearance, advantages as good under the bridge, wide application. This combination of Foshan City lion and highway BS-03 section, the construction method of cast-in-situ prestressed concrete continuous box girder of Separated Interchange Bridge of cast-in-place prestressed continuous box girder are discussed.
[keyword]; continuous box girder; prestressed concrete; construction;
中图分类号:U416.216+.1 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
前言:
作者于佛山“一环”狮和公路BS-03标段施工期间,针对本标段实际施工现场情况及对施工进度质量的相关要求,制定了桃园路分离式立交桥现浇预应力连续箱梁的施工方案。
一、工程概况
桃园路分离立交桥与桃园路中心线交叉点的桩号为K5+902.982,桥长251.64米,预应力混凝土连续箱梁横跨桃园路,砼设计强度C50。
箱梁顶板宽20米,底板宽14.75米,两侧翼缘悬臂长度2.625米。箱梁顶板厚20cm,底板厚18cm。腹板在边跨支点附近梁段范围内
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宽度为60cm,在跨中附近梁段范围内宽度为40cm,边孔及中孔变宽段通过2米过渡。箱梁左右腹板为等高度,桥面为2%的横坡。
二、施工工艺
按一联浇筑砼设计支架、模板、钢筋砼浇筑方案。
1.放样准备
用全站仪在桥跨内测定桥纵轴线和桥左右边线。用白灰划出支架的长度、宽度、平面位置。
2.支架底持力层处理
2.1沿途桥下的泥浆池及系梁、承台基坑用挖掘机清理干净,并用渗水性好的良性土或石渣回填,用压路机分层压实,对于压路机碾压不到的部位,采用每10cm一层人工夯实,压实度为96%以上。
2.2搭设支架前,清理表层松土80cm,宽度比支架宽出1m,进行整平和压实处理,且压实度应达到96%以上,以防地基沉降对箱梁梁体产生不良影响。
2.3整体处理完后,以5m×5m间距做轻型触探,要求捶击次数在30次以上,再铺筑15cm碎石垫层,然后浇筑12cm厚的C15砼,以便找平和提高地基承载力。地基处理完后,高度要高于排架四周地面高度。按2%的横坡排水(桥中心向两侧排水)。桥梁地基两侧设纵向排水,在地基处理完毕后,形成2%横坡,桥梁地基两侧设纵向排水沟,排水沟与总体排水系统相连。
3.碗扣式支架的拱度
根据此桥现场实际情况,地基较为平整,纵坡较小,采用碗扣式支架。
3.1基底处理好后,在上面横桥向铺设道木10*15cm,间距为0.6m,宽度每侧大于桥宽1.0m,其上支立排架。整个支架系统由垫木、下托、碗口式支架、顶托和上纵、横方木及大、小剪刀撑、纵、横水平杆组成。
3.2排架均采用碗扣式钢脚手架。支架布置原则为纵、横向均为0.6m。
3.3支撑体系在安装过程中,支架立柱要垂直,连接杆要平顺,接口必须按规范对接,连接紧固。为保证其稳定性,墩柱周围钢管每
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隔1m用“#”字形箍环抱柱子。纵横四方向及剪力与横杆和立杆相互用扣件拧固。
3.4支立排架时,排架的纵、横线必须顺直。保证支架受力均匀分布和传递。每搭一层必须检查支架整体垂直度和整体稳定性后才可继续搭上一层。架设的排架要严格控制排架立杆的顶标高,其计算方法为:立杆顶标高=箱梁底标高-模板厚度-帽木厚度-托架高度
立杆支立完毕后,在其顶部放好托架,然后在托架上面沿纵桥向布置方木,方木截面尺寸为10cm×15cm,使方木与方木的接触面恰好位于托架的中心位置。方木铺好后,在其上面沿横桥向摆放10cm×10cm落叶松木方子,间距为0.3m,然后铺放现浇箱梁底模,采用竹胶板。
3.5横杆与剪力撑
横杆竖向步距为0.6m;剪力撑自地面一直撑到顶部,纵、横向均设置,最少不少于2道,间距为4.0m,,与地面间的夹角在45度至60度之间。在距地基20cm高处,设置纵、横扫地杆,保证支架整体稳定性。
3.6所使用的杆件、扣件均100%检查,严重锈蚀、弯曲、压扁、裂缝的均不得使用。所用杆件必须有出厂合格证或检验证明书。
4.预压
支架预压是支架验收的一个重要环节,它是模拟上部结构的施工过程对支架进行检验,是验证支架设计是否合理和是否可以交付使用的必要条件。
支架搭设后,为验证其承载力,清除支架与支架间,支架与木方之间及地基的非弹性变形和支架的弹性变形,采用设计箱梁自重的125%进行支架预压。预压加载物拟用砂包代替相应部分的砼进行预压。各个部分的预压荷载数量作相应换算,并取荷载的125%作为预压荷载值,进行逐孔预压。预压采用分层堆载方式,每级荷载持荷为30分钟,最后一级持荷在24h以上。预压沉降观测点设置分别于每孔梁的结构中线、底板两条边缘线的L/4,L/2,3L/4位置。
在预压试验过程中,专职安全员观察支架,一旦出现以下异常变化,立即中断试验,检查问题的出处,并加以排除。
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5.钢筋施工:
钢筋配料、下料、弯制、闪光对焊在钢筋加工区完成,现场绑扎。梁内钢筋宜预先在钢筋加工区焊接成大片的平面。吊装过程中为防止大片变形,应采用扁担梁并加密吊点。钢筋安装时采用多点、均布吊装,避免出现材料集堆,对排架不利现象。施工时,先绑扎其底部钢筋和两侧肋的钢筋。绑扎时伸缩缝端注意预留伸缩缝锚固钢筋,采用砂浆垫块以保证混凝土的保护层。并将预先按规范要求接好的预应力管道穿入骨架内,预应力管道采用预埋铁皮波纹管成孔,波纹管应进行相应指标的检测。设置波纹管前应对每一根波纹管进行检查,管壁上不得有空洞,否则要及时修补,严格防止浇筑混凝土时出现漏浆现象。波纹管安装位置必须保证准确无误,波纹管定位钢筋在曲线段按设计加强。
6.模板施工
连续箱梁全部采用竹胶合模板,布板遵循尽量采用整张胶合板的原则。对配板进行编号、标注。竹胶板在现场加工,芯模采用杨木方做框架,用多个可折叠的框架串联起来,在框架四周用杨木板条包围固定,再用塑料布包裹。制做芯模时边孔预留一个天窗,中孔预留两个天窗,以解决拆卸芯模之用,待箱梁浇筑完成拆除芯模后,再吊装天窗处模板,绑扎钢筋,浇筑混凝土。
按照施工图纸要求,箱梁施工预拱度为1cm。实际施工中需用水准仪监测混凝土箱梁的挠度变化情况。监测的内容包括:
6.1内模和钢筋重力作用下的挠度。
6.2施加预应力后观察挠度变化值。
如挠度变化不明显,则继续施工直至完成;否则应用千斤顶及水准仪配合调整拱度变化。
7.混凝土施工
现浇箱梁砼施工采用一次性浇筑。
7.1浇筑前准备
砼浇筑前的检查,由项目部质检工程师组织现场施工员、质检员对支架的刚度和稳定性;侧模的几何尺寸、接缝的平整度和严密度、支撑的牢固性;芯模的稳定性、牢固性;底板、腹板、顶板厚度;钢
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筋的规格型号、位置、间距、保护层的厚度等进行详细的检查,合格后方可浇筑砼。
7.2材料及设备
箱梁砼采用自拌C50砼,由2台砼输送泵泵送。为满足缓凝要求,避免产生过大的收缩、徐变,提高混凝土的早期强度,保证混凝土具有良好的和易性,满足施工要求。
7.3浇筑砼施工工艺
浇筑顺序为:由低处向开始向高处浇筑,底板——两侧腹板分层同步跟进——最后浇筑顶板、抹面养生。
为防止支架产生不均匀变形,整个横断面内对称浇筑,按先跨中后两侧的顺序进行。通过芯模预留孔及天窗将底板混凝土泵送入底模内,底板混凝土达到厚度后,振捣抹平,两侧腹板应同步、均匀、分层浇筑,分层厚度30cm,腹板混凝土达到芯模顶高度时,将芯模顶部预留的活板复位,从一端浇筑翼板、顶板混凝土。混凝土的浇筑速度要确保混凝土初凝前覆盖上层混凝土。
混凝土振动采用插入式振捣器配合插钎振捣,振捣器的移动间距不超过其作用半径的1.5倍,并插入下层混凝土5~10cm,对于每一个振捣部位,必须振动到该部位的混凝土密实为止,但不得超振。
振动时要避免振捣棒碰撞模板、钢筋,尤其是波纹管,振动棒要在插钎的引导下与波纹管保持一定距离,以防止波纹管变形和变位。不得用振动器运送混凝土。对于锚块和锚槽位置及波纹管下的混凝土振捣要特别仔细,由于该处钢筋密、空隙小,应选用小直径的振动棒,确保混凝土密实。
混凝土浇筑后的养护:混凝土凝固后用麻袋片苫盖,然后用水管喷水雾洒水养生。强度达设计强度70%以上拆除芯模。
8.预应力施工
箱梁混凝土强度达到设计强度的85%,龄期满足7天以上,方可张拉预应力钢束。施加预应力前,要对张拉设备进行配套检验,以确定张拉力与压力表间的关系曲线。
所有钢束均采用两端张拉,按对称原则从两边向中间对称张拉,每次张拉不少于两束,张拉原则为N
1、N
2、N3的顺序,预施应力的
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程序为:
0 →初应力10%σk(划线标记) →初应力20%σk(划线标记)→σk (持荷5分钟)→锚固(测回缩量)。
张拉采用张拉力与伸长值双控,以张拉力为主,延伸量校核。实际伸长值与理论伸长值之差应控制在理论伸长值的6%以内,若延伸量超出设计要求时,应停止张拉,分析检查出原因后方可继续施工。
张拉施工时钢束的滑、断丝数量不得大于该断面总数的1%,每根钢束的滑、断丝数量不得多于1根。
9.压浆封锚
张拉完成后,按设计要求压浆。首先用无齿锯切除锚头钢绞线,较锚环长出30~50mm,用灰浆将锚头及钢绞线封住。水泥浆的抗压强度应不小于图纸规定的标号。压浆完成后,应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛,开始进行绑扎箱梁头封锚钢筋,支立封锚模板,浇筑封锚混凝土,当强度达到拆模强度后,拆除梁头模板。
10.模板、支架的拆卸
10.1箱梁腹板、底板及顶板预应力束张拉、压浆完毕超过72小时后,方可卸落模板。
拆除模板时,避免碰撞砼表面,可先拆除翼板底支架和翼板模板。然后拆除侧模支撑和侧模板,最后拆除梁底支架和梁底模板。
10.2芯模在混凝土强度达到70%以上,表面不发生塌陷和裂缝现时,方可拔除。
10.3卸落支架的程序在纵向应对称均衡卸落,在横向应同时一起卸落,拆除支架时,按后装先拆,先装后拆的原则。
10.4支架从跨中向支座依次循环卸落。
10.5模板、支架拆除后,应将表面灰浆、污垢清除干净,并应维修整理,分类妥善存放,防止变形开裂。
三、结束语:
箱形截面具有强大抗扭性能,结构在施工与使用过程具有良好的稳定性,其顶底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,适应连续梁等具有正负弯矩的结构。通过总结分析,此施工方法在施工期短、施工质量有特殊要求的情况下具有实用价值,收到了明显的
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经济效益与社会效益,具有实用价值。
参考文献
1.《路桥施工计算手册》.人民交通出版社,2001.5
2.《桥梁工程》.人民交通出版社,2002.8
3.《公路桥涵施工技术规范》.人民交通出版社,2000.11.01
混凝土应力裂缝范文第5篇
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后, 在硬化过程中, 水泥水化产生大量的水化热, (当水泥用量在350~550kg/m3, 每立方米混凝土将释放出17500kJ~27500kJ的热量, 从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高) 。由于混凝士的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 导致内部温度急剧上升, 而混凝土表面散热较快, 这样就形成内外的较大温差, 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力。
在混凝土的施工中当温差变化较大, 或者是混凝土受到寒潮的袭击等, 会导致混凝土表面温度急剧下降, 而产生收缩, 表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束, 将产生很大的拉应力而产生裂缝, 这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边, 深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显, 此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化。
混凝土结构成型后, 没有及时覆盖, 表面水分散失快, 体积收缩大, 而混凝土内部湿度变化小, 收缩也小, 因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 出现拉应力, 引起混凝土表面的收缩。深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
1 温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段。
(1) 早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 二是混凝上弹性模量的急剧变化。
(2) 中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这段时间内, 温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起。
(3) 晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。
根据温度应力引起的原因可分为以下两类。
(1) 自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
(2) 约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。
两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
2 温度控制的几点认识
(1) 优化砼配合比, 在保证强度的基础上, 尽可能降低水泥用量, 从而降低砼水化热温升值。
水化热温升经验方式:
式中:T为水化热温升℃;
To为砼入化温度℃;
Q为每立方砼水泥用量hm/m3;
n为早期强类水泥为9, 普通水泥为10, 矿渣类水泥为11;
L为每立方砼粉煤灰用量km/m3。
从上式可知, 每方砼每减少10kg水泥用量, 砼的水化热温升升降低1℃左右, 因此, 在保证砼强度的前提下, 尽可能降低水泥用量是最有效量最可靠的温控措施。
(2) 采用低水化热的水泥或拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。
(3) 砼采用薄层浇筑, 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热。
(4) 加强养护, 降低砼内温差。
根据《砼结构工程施工及验收规范》GB50204-92第4、5、3条规定:温差不宜超过25℃。但实际施工中, 要达以上要求比较困难, 因此, 除采取以上措施要求外, 有必要加强砼养护。
(1) 推算结构中心最高温升。
(2) 测定砼表面温度与天气温度的关系, 本次观测砼表面温度比气温高6℃左右。
(3) 根据气温的变化, 大致了解砼内外温差。
(4) 根据砼温差的变化, 可采取表面覆盖保护、延长拆模时间、洒水养护等降温、保温措施。
3 防止裂缝的措施改善约束条件
(1) 合理地分缝分块。
(2) 避免基础过大起伏。
(3) 合理的安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。
此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止表面干缩, 特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要。拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。为保证混凝土工程质量, 防止开裂, 提高混凝土的耐久性, 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能。
4 混凝土的早期养护
实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。
从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求。
(1) 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝。
(2) 防止混凝土超冷, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
(3) 防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。
良好的混凝土养护是:保持适宜的温湿条件, 以达到两个方面的效果, 一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。从最早可能的时间开始防止水分从混凝土表面损失。这里不存在从初凝还是终凝开始的问题, 只有什么时候能够开始的问题。现代高性能混凝土基本没有泌水, 如果风大或温度高, 水分蒸发量大, 混凝土表面很快就会出现裂缝, 必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。比如, 在初凝前, 混凝土表面抹面完成: (1) 马上覆盖湿麻布;或 (2) 马上在混凝土表面上方喷雾, 形成局部高湿度, 降低蒸发速率;或 (3) 在混凝土表面喷洒养护膜 (可降低表面蒸发率90%以上) 。然后, 待混凝土终凝后或有一定强度后, 再进行洒水或表面保水养护。混凝土表面湿养护至少持续3天, 最后能达到7天。
5 结语
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨, 虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。
摘要:混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等。
混凝土应力裂缝范文第6篇
摘要:混凝土裂缝是一种常见的现象,其产生的成因和防治的措施复杂,是影响混凝土工程质量的重要因素。文章详细分析了其产生的原因及在污水处理厂施工过程中如何应用混凝土裂缝防治技术,并客观地提出了防治的措施。
关键词:污水处理厂;混凝土裂缝;防治技术;干缩裂缝;温度裂缝;基础裂缝;施工裂缝;原材料裂缝
混凝土在现代工程中有重要作用,使得混凝土裂缝问题成为工程中极为常见的问题。在工程中混凝土产生裂缝的原因有很多,总的来说主要有湿度变化、温度变化、混凝土的脆性、工程结构的不合理性、混凝土的不均匀性、工程过程中模板的变形、原材料的质量不合格及地基不均匀而导致的沉降等。混凝土施工后在硬化过程中水泥通常放热,使得混凝土内部的温度迅速地上升,这些温度变化让混凝土表面会产生拉应力。同时在后面的降温过程中,因为受到地基或旧混凝土的限制,在混凝土的内部会出现相应的拉应力。外部环境中气温的降低同样会使得混凝土的表面产生较强的拉应力。如果混凝土的抗裂能力小于这些拉应力,则混凝土出现裂缝问题。虽然大多数混凝土内部的湿度变化较小且变化较慢,但是混凝土表面湿度变化通常较大甚至很剧烈。如果出现时干时湿、养护不周,表面的干缩形变受内部混凝土约束,极易导致混凝土裂缝。因此,在污水处理厂的工程施工过程中要尽量地采取有效的措施避免、控制混凝土裂缝产生,让工程结构尽量不出现裂缝或减少裂缝数量、宽度,尽量避免一些关键部位裂缝的产生,保证工程质量。本文以融安污水处理厂为例详细阐述污水处理厂混凝土裂缝的防治措施。
1 污水处理厂混凝土裂缝类型及产生的原因
对混凝土产生各种裂缝的原因进行分析,有助于提出更加切实有效的污水处理厂混凝土裂缝预防措施。在工程中运用混凝土极其的常见,其质量的好坏很大程度上影响着工程结构物的造价、设施的安全、结构物的美观。但在各个工程中混凝土由于各种不同的原因导致裂缝的产生。
1.1 干缩裂缝
干缩性裂缝是指混凝土在硬化过程中由于内部水分蒸发,导致建筑体体积缩小而引起的混凝土裂缝问题;同时在一些施工过程中水灰比不合理,导致水灰比例不标准,进而使得混凝土太稀,经过振捣后表面聚集了大量的水分,如果砂浆遇到暴晒或大风会使建筑物表面的水分蒸发过快,这样极易产生干缩性裂缝。如果新混凝土表面的护理时间不科学、护理不均匀及护理不够全面,会让建筑物的局部失水太多、太快,最后产生干缩性裂缝。
1.2 温度裂缝
温度裂缝包括内部温度裂缝和外部温度裂缝两种。其中内部温度裂缝是指混凝土在硬化过程中内部水泥放的热使得混凝土内部温度急剧上升(350~550kg/m3的水泥用量,平均每m3的混凝土释放17500~27500kJ的热量,可让混凝土内部的温度达到70℃或者更高)。
1.3 基础裂缝
基础裂缝是因为在施工前对地基地质的勘察不够详细,施工过程没有按照标准进行,施工后使得地基产生超载或下沉产生局部沉降导致的裂缝。同时基础裂缝也可能是因为施工长度太长,并没有全面地考虑沉降缝、伸缩缝、膨胀缝或设计长度间距不正确,混凝土自由伸缩达到应具有的沉降缝、膨胀缝、伸缩缝需要的间距时产生的裂缝。
1.4 施工裂缝
施工裂缝是指在施工过程中活性砂石比例不合理,水灰比太大,振捣过程中让混凝土离析,建筑物表面积水或局部过稀,在起吊、拆模、加载过程中都会出现混凝土的裂缝。
1.5 原材料裂缝
原材料裂缝是指因为水泥的稳定性不好、活性砂石含泥量过高、含碱量过高等造成的裂缝。
2 污水处理厂混凝土裂缝防治技术及措施
融安污水处理厂包括主要构筑土建工程(细格栅间及旋流沉砂池、改良性型卡鲁塞尔氧化沟、二沉池、污泥泵房、紫外线消毒池、储泥池、粗格栅间及进水泵房等)、铺筑用房土建工程(污泥浓缩脱水车间、配电中心、综合楼、机修、车库、仓库、传达室、围墙等)两大部分。对于各个部分工程在防治混凝土裂缝方面需要有对应的策略,我主要介绍以下几方面:
2.1 选材及设计
对混凝土的强度等级、水泥品种和等级的选择,严格根据污水处理厂工程的实际结构要求。尽量避免采用强度太高的水泥。选择砂石时,一定注意其质量是否达标,严格根据要求进行外加剂的添加、掺料。学习混凝土补偿收缩技术、方法,在污水处理厂施工过程中尽量准确地运用,并经过试验确定配置的比例。在污水处理厂施工过程中,对混凝土的塌落度要合理地设计,要针对现场原材料实际的情况及时地调整,确保现场养护工作能够顺利地进行。
2.2 温控防裂措施
为了防止污水处理厂工程混凝土产生裂缝。首先,改善骨料的级配,用硬性的混凝土塑化剂、掺混合料或引气剂等来减少混凝土中的水泥用量;其次,在混凝土搅拌过程中添加一定比例的水或用水冷却碎石,降低浇筑时混凝土的温度。如果进行混凝土的浇筑时,特别是在大体积混凝土浇筑时天气较热,要减少浇筑的厚度,最好控制在500mm之内,这样能够让混凝土表面散热,在浇筑第二层时,尽量在第一段混凝土的初次浇筑前完成。根据实际混凝土浇筑面积来进行测温管的设置,进行混凝土内外的温度及时测量。浇筑的前4天应该保持每2个小时测量1次,5~7天时尽量做到每4小时确保测量1次,8~15天区间确保每天测量1次便可,使得混凝土内外温差保持在25℃以内,如果出现温度不在范围之内,应该及时调整护理方式,尽快降低混凝土内外温差。再次,拆模时间要有合理的规定,以便防止混凝土侧面发生急剧的温度、湿度变化,应该加强混凝土的保温养护措施,通常多是通过混凝土浇筑完后在上面覆盖一层塑料薄膜或者利用装了锯末的麻袋来进行保护,厚度一般在80~lOOmm之间。最后,覆盖一层或两层100mm厚的岩棉被。如果夏季施工,要对混凝土采取洒水养护的工作,可以大大地避免由于混凝土内部水分过快的蒸发而使之产生裂缝。在混凝土浇筑过程中,应尽量避免大风、大雨天气。
2.3 施工监测
在污水处理厂施工过程中,应该加强混凝土的收缩变形度和温度的测试及监督工作,要及时地反馈现场情况,如果发现异常情况,专业人员应该通过讨论提出相应的措施,及时地采取补救措施。此外,应该做好混凝土的性能改善工作,要加强混凝土抗裂能力的养护。在污水处理厂施工过程中,其混凝土的质量对于预防裂缝的产生起着关键的作用,如果发现贯穿性混凝土裂缝的形成,情况之后再做更改,就难以保持结构的整体性,所以在污水处理厂施工过程中,要尽量避免贯穿性的裂缝产生,如果发现该类裂缝出现,不要盲目地采取补救措施,应该先对混凝土裂缝产生原因进行调查,根据调查的结果及各项数据来对产生原因和条件、问题进行分析,再在研究分析的基础上,确定如何详细、正确地进行修补。
2.4 冷却管降温
在污水厂施工过程中可以在混凝土结构内部铺设冷却管来避免其施工过程中混凝土在硬化时内部温度过大,尤其是在大体积混凝土施工过程中,通过这种方式可以有效地避免裂缝形成。混凝土浇筑完成之后,进行通水循环的冷却工作,使得管内水流量控制在1.5m2/h之内。若浸水温度大于10℃,则水流量可以适当地加快,施工人员应该控制好“度”。在冷却管出水口的位置选择过程中,避免对施工部位产生一定的影响,如果大体积混凝土整体初次凝固后,应该依据实际的情况利用出水采取蓄水保温护理工作。此外,还应该注意在进行大体积混凝土护理工作之后,应该采取注浆和压浆的措施,为了巩固防止空冷却管对混凝土的强度及其他属性产生不利的影响,通过真空压降方式来实现注浆、压浆工作。
2.5 综合措施
通过综合措施控制混凝土的初始温度、混凝土温度及变化。将浇筑时间尽量安排在夜间,这样可以最大限度地降低混凝土初凝温度。白天施工过程中要求在沙、石堆场搭设简易的遮阳装置或用湿麻袋覆盖,有必要的情况下向骨料喷适量的冷水。混凝土在泵送过程中,应该在其水平和垂直泵管上的地方加盖草袋,并喷适量的冷水。
根据污水处理厂工程的特点,利用混凝土在后期施工过程中的强度,可以减少用水量,并且能够减少水化热及收缩。通过加强混凝土浇灌振捣,可以提高混凝土的密实度。
在污水处理厂工程中混凝土应尽量晚点拆模,拆模完成后混凝土表面下降温度不能大于15℃。根据具体的污水处理厂工程特点,使用UEA补偿收缩混凝土技术。
3 结语
混凝土结构中裂缝是普遍存在的现象,它的出现不仅降低了污水处理厂的防渗能力、影响污水处理厂设施的使用寿命,而且会导致设施中钢筋的锈蚀,甚至会破坏混凝土的结构,严重影响设施的承载能力,并且处理过程中费工费时,增加了成本,延长了施工工期。所以在浇筑混凝土之前,要根据污水厂施工的方法、条件和气温,充分考虑骨料活性、基础稳定性、构件超载等情况,要分析化验混凝土所处的污水环境是否有有害成分,制定一个有针对性的措施,做到预防混凝土裂缝的产生。对已产生的混凝土裂缝要认真研究,通过合理的方法处理,保证工程质量。
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作者简介:陈莲(1977-),女,广西壮族自治区冶金建设公司工程师,研究方向:土木工程。
(责任编辑:秦逊玉)