经验交流:桥梁施工裂缝产生原因分析(二)
根据结构受力方式的不同,裂缝的特征如下:
1。中间的张力。裂纹贯穿构件的横截面,间距大致相等,垂直于应力方向。当使用钢筋时,钢筋附近的二次裂缝出现在裂缝之间。
2。中心处于压力之下。沿构件出现平行于应力方向的短而密集的平行裂纹。
3。弯曲。垂直于拉伸方向的裂纹从拉伸区边缘开始出现在弯矩附近,并逐渐向中性轴发展。使用带肋钢筋时,裂缝间可见短的次生裂缝。当结构钢筋较少时。裂缝少而宽,结构可能脆。
4。大偏心压缩。在大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件与受弯构件相似。
5。小偏心受压。在小偏心受压区和受拉区有更多钢筋的大偏心受压构件类似于中心受压构件。
6。停。箍筋过密时会被斜压破坏,沿梁端腹部出现大于45°的斜裂缝。当箍筋合适时,发生剪压破坏,沿梁端中下部出现相互平行的约45°方向的斜裂缝。
7。扭转。起初,在构件的一侧腹部出现了一条多45°的斜裂缝,它以螺旋方向向邻面扩散。
8。被打了。柱头板内四边出现45度斜面拉伸裂纹,形成打击断面。
9。局部压缩。在局部受压区出现许多平行于压力方向的短裂纹。
二。温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的特性。当外界环境或结构内部温度发生变化时,混凝土会发生变形。如果变形受到限制,结构中就会产生应力。当应力超过混合抗拉强度时,即。产生温度裂缝。在一些大跨度桥梁中,温度应力可以达到甚至超过活载应力。裂缝与其他裂缝的温差最重要的特点就是会随着温度的变化而膨胀或闭合。引起温度变化的主要因素有:
1。年温差。气温一年四季不断变化,但变化相对缓慢。对桥梁结构的主要影响是桥梁的纵向位移。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来协调。只有当结构的位移受到限制时,才会引起温度裂缝,如拱桥、刚构桥等。中国的年温差一般以1月和7月的平均气温为基准。考虑到混凝土的徐变特性,在计算年温差内力时,应减小混凝土的弹性模量。
2。阳光。桥面、主梁或桥墩侧面受太阳照射后,温度明显高于其他部位,温度梯度呈非线性。由于自我约束,局部拉应力较大,出现裂缝。日照和随后的气温骤降是导致结构温度裂缝的最常见原因。
3。突然降温。突如其来的暴雨、寒气空气侵、日落等。会导致结构外表面温度突然下降,但内部温度变化相对较慢,从而产生温度梯度。且日照和骤冷的内力可采用设计规范或参考实桥数据计算,不考虑混凝土弹性模量的降低。
4。水合热。在施工过程中,大体积混凝土(厚度大于2.0m)浇筑后,内部温度很高,内外温差过大,导致表面出现裂缝。根据实际情况,尽量选用水化热低的水泥品种,限制水泥的单位用量,降低骨料入模温度,减小内外温差,缓慢降温。必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连铸加快散热速度。
5。蒸汽养护或冬季施工不当,混凝土突然骤冷骤热,内外温度不均,容易产生裂缝。
6。预制T梁之间的横隔板安装时,支架的预埋钢板与找平钢板焊接时,如果焊接措施不当,铁件附近的混凝土容易烧伤开裂。采用电张拉方法张拉预应力构件时,预应力钢筋的温度可高达350℃,混凝土构件容易开裂。试验结果表明,火灾等原因引起的混凝土强度随着温度的升高而明显降低,钢筋与混凝土之间的粘结力降低。当混凝土温度达到30±0℃时,抗拉强度下降50%,抗压强度下降60%,圆钢与混凝土的粘结力下降80%。由于加热,混凝土中的大量自由水蒸发,也会引起急剧收缩。
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