梁裂縫實測分析11篇
梁裂縫實測分析(1)
反梁結構屋面產生裂縫原因分析與加固措施
[摘要]通過對某教學樓屋面的檢測與鑒定,分析了反梁屋面中裂縫產生的原因,指出了反梁屋面設計中的注意事項,介紹了相應的加固措施,希望有關結論可為此類屋面的設計和加固處理提供參考。
[關鍵詞]反梁屋面;裂縫;加固措施;
一、工程概況
湖南某學院1#、2#教學樓為框架與磚砌體混合結構,基礎為柱下獨立基礎和墻下磚砌條形基礎。該兩棟教學樓平面呈長方形,長度為72.54m,寬度為10.14m,六層,房屋總高度21.9m,在長度方向中部設置一道伸縮縫。頂層1~7軸、18~24軸為階梯教室,其屋面為現澆混凝土反梁結構。該工程2003年12月完工,2004年6月發現四間階梯教室屋面板底面在跨度中間部位出現沿開間方向的裂縫,裂縫沒有貫穿反梁底面,而是在反梁底面處斷開,裂縫寬度為0.15~0.25mm,裂縫呈繼續增加的趨勢。裂縫分布如圖1所示。
二、檢測結果
根據《回彈法檢測混凝土抗壓技術規程》(jgj/t23-2001),采用zc3-a型回彈儀進行批量評定,階梯教室屋面構件現齡期混凝土強度推定值為21.9mpa,能夠達到設計混凝土強度等級要求;采用卷尺和游標卡尺檢測屋面梁的截面尺寸和屋面板厚度,每間階梯教室抽查4處,屋面梁截面尺寸和屋面板厚度基本符合設計要求;使用鋼筋位置測定儀(配合局部鑿開檢測)每間階梯教室抽查4處,屋面梁和屋面板的鋼筋配置符
圖1 教學樓頂層裂縫分布
合設計要求。教學樓屋面結構布置及配筋見圖2。
由檢測結果可知,上述裂縫非施工原因引起。
圖2教學樓屋面結構布置及配筋圖
三、結構驗算
根據檢測結果,結合原教學樓設計圖紙,采用pkpm軟件對階梯教室屋面結構進行分析驗算。混凝土強度等級取c20,屋面恒載標準值取5.6kn/mm2,活載標準值取1.5 kn/mm2。
對于梁l6,截面尺寸300×700㎜,按簡支梁進行計算,其抗彎承載力及其抗剪承載力均能滿足《混凝土結構設計規范》[1]要求,但撓度計算值為51.5mm,超過規范限值l0/300=9900/300=33mm,裂縫寬度計算值為0.28mm,接近規范限值0.3mm。
梁裂縫實測分析(2)
分析橋梁箱梁裂縫病害形成原因分析及養護對策
摘要:箱梁裂縫的病害嚴重影響了橋梁的整體質量,筆者結合多年的實踐工作經驗,對橋梁箱梁裂縫的病害進行分析和總結,探討影響箱梁裂縫病害形成的原因,并提出具有針對性的維修加固方案和養護對策,重點介紹了幾種科學的裂縫修補方法和處理工藝,希望能夠為箱梁裂縫的維護提供相應的參考和幫助。
關鍵詞:箱梁;裂縫;養護;對策
長期以來,對箱梁裂縫形成的原因和養護對策的研究不夠系統和深入,目前對橋梁箱梁裂縫病害形成的原因進行分析,并提出具有針對性的養護措施和預防措施,確保橋梁整體結構的質量和安全,已成為當前的橋梁工程技術研究人員人員迫切需要解決的問題,也是不容小覷的。本文就箱梁裂縫病害的形成原因做了初步的探討和分析,提出了與之相關的養護策略和預防措施。
一、箱梁裂縫病害的形成原因
箱梁裂縫病害形成的原因可以概括為兩種:一種是受力性裂縫,它主要是由于荷載導致的;一種是非受力性的裂縫,該類型的裂縫通常是由外界環境的變化所導致的。
(1)橋梁箱梁受力性裂縫病害的形成主要是因為底模支架不夠牢固或者支架地基的壓實度不夠、承受力弱,加上受到荷載作用的影響,使橋梁發生沉降,導致底模出現不同程度的變形,而當底模變形受到一定約束后,在構件的內部又會形成次應力,而在橋梁工程的前期階段,混凝土還沒有達到足夠的強度,預應力筋也為完全參與受力,這就使得混凝土承受了過大的抗拉強度,進而引起了混凝土的開裂,導致裂縫病害發生。
(2)橋梁箱梁非受力裂縫病害出現的原因主要是因為溫度等外界環境的變化、養護是否及時等因素引起的。導致混凝土產生裂縫的原因有很多,需要我們從內外因、主客觀等多個角度進行分析和總結。
二、箱梁裂縫病害的的預防舉措
(一)筋孔道的排水處理
以往的施工經驗告訴我們,預應力筋孔道在進行壓漿后,水泥漿會出現泌水的現象,但有時水分未能被完全吸收,少量水會在管道中長期保存,這就為橋梁的裂縫埋下了隱患,尤其是冬季來臨,氣溫較低,積水容易結冰凍漲,使箱梁混凝土的表面產生裂縫。對該問題的處理,排水是最主要的,要依據管道的設計制定相應的排水方案。
梁裂縫實測分析(3)
T梁施工論文:預應力T梁裂縫的主要原因及預防措施分析
摘要:橋梁中梁板上的t梁是最重要的部件,對它的維護和保養也非常重要。而t梁裂縫一直是一個常見問題,本文針對t梁產生裂縫的原因,以及如何預防展開分析,共同行們交流。
關鍵詞:t梁施工 混凝土裂縫 措施
一、t梁裂縫產生的主要原因
1、荷載作用引起的裂縫。
混凝土在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫;次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。
2、溫度、收縮引起的裂縫。
鋼筋混凝土水利工程中,很多裂縫是由溫度和收縮引起的。如果混凝土體積變化不受任何約束,則不會引起混凝土開裂,而鋼筋混凝土梁中,混凝土體積的變化總是受到內部或外部的約束,引起拉應力導致混凝土開裂另外,由于日照影響,構件內溫度差也是使混凝土開裂的主要原因之一。
3、材料質量不好引起的裂縫。
如果水泥質量不好、骨料含泥量過大,將在混凝土澆筑后產生不規則裂縫;當骨料是反應性的或風化骨料時,在混凝土硬化后往往出現以骨料為中心的裂縫。
二、t梁預制施工
(一)模板的設計與制作
根據公路工程施工技術規范,模板的設計制作本著拆裝、操作方便的原則,保證模板表面平直、接縫嚴密,滿足了施工過程中必須的剛度、強度、穩定性的要求。模板的設計充分考慮了在施工過程中的可操作性,在嚴格符合t梁幾何尺寸的條件下,為了便于工程施工現場模板拼裝,將模板合理分段,每段長度為2.54m。
在模板設計中充分考慮了澆筑過程中的側壓力、傾倒混凝土時產生的水平荷載和沖擊力及附著式振搗設備在振動過程中對模板的振動作用,采用厚10mm鋼模板制作模板,經驗算,各項指標均符合公路工程技術標準要求。為了提高梁底混凝土的密實性,充分利用了附著式振動器的搗實性能,并將底模設置為空心底模以槽鋼制作框架,底板以6mm鋼板制作。
在穩定性設計中,底模設計以張拉后t梁簡支狀態計算。根據預制場的土質條件整體梁底座斷面設計為70cm×50cm,按c30混凝土施工,增加施工中底模的穩定性。由于梁體呈簡支狀態,預應力鋼束張拉時,局部地基受力加大,混凝土底座采用擴大基礎進行應力擴散,在梁端范圍內采用90cm×50cm斷面加固處理,以防制梁過程中底模的不均勻沉降,增加周轉次數。
(二)鋼筋骨架的成型與安裝
t梁梁體內的非預應力鋼筋形成梁體內的鋼筋骨架,鋼筋在專門的加工場地調直、下料、彎制、存放、綁扎時直接在底模上綁扎、安裝。綁扎過程中,采用鋼筋支撐以保證骨架的施工剛度。鋼筋骨架的現場安裝程序:安裝固定支座墊板→在底模上準確標出各鋼筋網片的定位線→綁扎底板、橫梁鋼筋和側面鋼筋→焊接定位鋼筋→安裝固定錨墊板→綁扎錨板后鋼筋→固定波紋管→綁扎頂板鋼筋→固定負彎矩波紋管→安裝負彎矩錨墊板→穿設鋼絞線。
(三)波紋管、鋼絞線的定位與安裝
波紋管在現場隨用隨加工,接頭采用大一號的波紋管作為接頭管套接,套接長度為10cm,管端用膠帶裹緊,波紋管在施工中要防止堵塞,使用前逐節檢查其密封性,并嚴格按設計位置安裝固定,要求波紋管的安裝位置要準確,彎起平順、圓滑,固定牢靠。鋼絞線按設計長度下料、編索、綁扎,在澆筑混凝土前采用人力穿束。
三、預防裂縫的措施
(一)控制好混凝土原材料的質量和混凝土配合比的選擇水泥。
1、選擇合適的原材料,如選擇中低熱水泥、緩凝型減水劑、摻用纖維、采用低熱高性能混凝土。水泥應符合現行國家標準。選用水泥時,應以能使所配制的混凝土強度達到要求、收縮性小、和易性好和節約水泥為原則。同時應注意其特性對混凝土結構強度、耐久性和使用條件是否有不利影響;對于砂石材料應控制其級配、含泥量、針片狀含量、壓碎值指標、有害物質含量在規范允許范圍。
2、有針對性地進行混凝土配合比設計,如減少混凝土單位水泥用量、適當增加粉煤灰或磨細礦渣的摻量、適當摻加高效緩凝減水劑,可以有效降低混凝土的總水化熱和熱化熱釋放的峰值,從而減小混凝土因水化熱導致幾外溫差過大而產生的裂縫;在滿足施工要求的情況下,盡可能降低混凝土的坍落度,減少膠凝材料總量,以減少混凝土的干縮裂縫。在配制混凝土配合比時應考慮施工季節、結構形狀、模板形式、混凝土強度等級等因素對水利工程結構抗裂性能的影響。在施工中,施工單位往往只注重混凝土強度而忽視其變形特性和工作性,而混凝土變形特性和工作性恰好是混凝土產生裂縫的主要原因所在。
(二)加強夏季高溫和冬季低溫時混凝土水利工程結構施工的保護措施。
水利工程在夏季和冬季施工中最容易出現裂縫問題,因此要積極巡查,發現小的裂縫及時處理,不留隱患;另外在夏季和冬季施工過程中也要研究制定妥善方案,確保工程的順利施工。在施工階段,除了正確合理的設計以外,還需在施工階段執行以動態控制為主,事前預防為輔的管理辦法,做好提前預控;對重點部位、關鍵工序進行動態控制。
結語
t梁是橋梁建設中的重要一環,因為混凝土本身的缺陷,完全杜絕裂縫的出現是很困難的。混凝土的抗壓強度高,但抗拉強度很低,在橋梁這樣的大型建筑物中,此缺陷尤其明顯,我們應該從橋梁養護管理角度出發,必須認真分析其產生的原因,從設計、施工、養護各環節入手,盡量減少裂縫的產生,若出現裂縫的寬度和數量超過《規定》允許的限度,應及時采取補救措施,減輕橋梁病害。發現問題及時研究并處理,保障國計民生的利益。
參考文獻:
[1] 林天干,林天翼. t型梁板模型的設計與制作研究[j]. 中國科技信息, 2006, (12) .
[2] 孫士國,徐健,趙曉暉. t梁在實際施工中的幾大問題分析[j]. 黑龍江水利科技, 2009, (01) .
[3] 代澤森. 橋梁t梁預制生產過程砼裂紋的防治研究[j]. 科技創新導報, 2009, (22) .
梁裂縫實測分析(4)
有很多人在設計混凝土梁的時候都忘記了驗算梁的裂縫和撓度,當然這一定是錯誤的設計方式,因為某些情況下梁很可能不滿足正常使用的要求和耐久性的需求,那么:
第一個問題是:鋼筋混凝土梁什么時候是強度控制,什么時候是裂縫控制呢?
一般情況下,經過抗震設計的嵌固層以上的結構(7度以上),其框架梁多屬于強度控制,裂縫大都可以滿足設計要求,因為地震作用比較大,地震組合需要的強度配筋已經比正常使用狀態下的配筋大了,當然地震產生的內力與豎向作用產生的內力之間的比例關系,是決定因素,而并不是說考慮了地震作用就一定能滿足裂縫要求。但是對于次梁,地下室等結構的梁構件,由于標準組合比非抗震設計組合的內力不會小很多,因此一般對于非抗震設計的構件而言,正常使用狀態的設計對梁的配筋起控制作用,當然這個結論也不絕對,具體分析如下個問題。
第二個問題是:裂縫計算主要與哪些因素有關系?
1.受拉鋼筋的應力水平,受拉鋼筋的應力與裂縫寬度線性相關,因此控制受拉鋼筋在標準組合下的應力水平是控制裂縫寬度的關鍵因素,國外如ACI,EC等多控制受拉鋼筋的應力水平在0.6fy左右,由于我國的荷載分項系數較小,因此受拉鋼筋的應力水平比國外稍大,對于HRB400三級鋼,25mm左右的直徑,正常保護層下的梁而言,應力水平主要在0.6-0.8區間不等,而這個應力水平將隨著鋼筋直徑,保護層,配筋率,混凝土等級等因素的變化而變化。
2.受拉鋼筋配筋率,配筋率是決定鋼筋應力有效利用水平的關鍵因素,因此也是裂縫計算的關鍵因素之一,統計混凝土規范的計算公式表明,配筋率越大,鋼筋應力有效利用的水平越高,裂縫也越容易控制,這里好象存在一個悖論,比如在前提條件相同的情況下,一根400X800的梁裂縫計算不滿足要求,而換成350X800裂縫計算卻滿足要求了,就是因為后者配筋率大了一些,因此鋼筋應力水平要求相應放松了的緣故,從本質上說這是混凝土規范裂縫寬度驗算公式的“特點”,但是從另一方面來看,“死扣”規范有時候卻可以用于優化構件尺寸。
梁裂縫實測分析(5)
預應力混凝土連續箱梁裂縫成因分析及加固措施
【摘要】預應力混凝土箱梁結構受力比較復雜, 影響裂縫的因素較多,在設計時選用合理的理論和計算模型, 施工過程嚴格控制并按施工規范施工, 裂縫發生后采用合理的處置措施,可以減少或限制裂縫的發生, 保證結構物的正常使用。本文闡明了預應力混凝土連續箱梁裂縫成因,進行了預應力混凝土連續箱梁裂縫加固的實證分析。
【關鍵詞】預應力連續箱梁裂縫加固措施
預應力混凝土連續箱梁在施工中如不重視裂縫的防治, 一旦出現裂縫, 甚至有些裂縫寬度超出允許界限, 在荷載、其他物理化學反應作用下,不斷發展, 引起混凝土碳化、保護層脫落及鋼筋、預應力筋銹蝕,使結構強度、剛度受到削弱, 導致耐久性降低。 嚴重時甚至發生垮塌事故, 危害較大, 所以必須加以重視。
一、預應力混凝土連續箱梁裂縫成因
1、預應力混凝土箱梁常見的裂縫
(1)腹板豎向裂縫。該裂縫發生在薄腹部分, 裂縫方向垂直于梁軸線, 由梁的半高線向上、向下延伸。
(2)腹板斜裂縫。邊跨斜裂縫, 主要發生在支座附近, 斜裂縫的傾角為450左右; 中跨斜裂縫, 主要發生在支座附近, 斜裂縫的傾角為450 左右。
(3)腹板水平裂縫。邊跨水平裂縫, 主要發生在邊端支座附近、腹板的上緣; 中跨水平裂縫, 主要發生在1/ 4~ 3/ 4 跨之間, 靠近腹板的上緣。
(4)底板、頂板平行軸向產生裂縫。
(5)箱梁橫隔板的放射性裂縫。
(6)預應力錨固部位齒板附近產生裂縫。
(7)箱梁頂板產生龜裂。
2、預應力混凝土連續箱梁裂縫成因
1、主橋總體設計中對箱梁截面尺寸擬定不合理
對于大跨度預應力混凝土箱梁橋, 特別是橫隔板較少的箱梁在荷載作用下其變形并不完全符合經典梁理論周邊剛性假定, 會出現截面畸變變形, 有關設計單位未考慮箱梁畸變應力是導致箱梁腹板開裂的主要原因之一; 箱梁頂板、底板的裂縫是由于箱梁畸變和橫向彎曲產生的附加應力導致的; 箱梁橫隔板的人洞放射性裂縫主要是人洞造成的應力集中產生的; 預應力錨固部位的齒板附近的裂縫主要是預加力的局部效應產生的。
梁裂縫實測分析(6)
關于對橋梁箱梁裂縫病害形成原因分析及養護對策作者:翁建玲來源:《中國新技術新產品》2011年第04期
????????摘要:本文結合汕汾高速公路外砂高架橋維修加固工程,從結構型式、材料特性以及施工工藝等方面對箱梁梁底產生裂縫的特征,確定導致裂縫產生的原因,提出相關的維修加固方案,對裂縫灌漿及粘貼碳纖維布加固方法進行介紹,可為該類橋梁的養護工作提供參考。
????????關鍵詞:箱梁;裂縫;修補施工措施
????????中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A
????????
????????1 工程概況
????????隨著我國國民經濟的快速發展,在高速公路上行駛的集裝箱運輸車以及其他載重卡車出現超限運輸的現象,且數量和比重逐年大幅增加。日益發展的超限運輸導致公路早期破壞和橋梁的損壞,危橋增多和垮橋事件時有發生,因些必須及時對構造物進行修復和加固,確保橋梁的安全,本文結合一座營運橋梁的病害現狀,介紹箱梁的病害加固措施,為該類橋梁的養護工作提供參考。
????????廣東汕汾高速公路為G15國道沈海高速粵境段的一部分,該路段的外砂高架橋全長共2533.4m,分兩期先后施工,其中K9+970.722~K10+752.51共781.8米為一期工程段,上部結構采用12.85m~17m簡支箱梁,采用搭架現澆法施工,下部結構采用柱式橋墩(臺),鉆孔灌注樁基礎;K10+752.51~K11+498.00共745.5米為二期工程A合同段,上部結構為9聯鋼筋砼連續箱梁,最大跨徑為24m,下部結構采用柱式橋墩,灌注樁基礎;K11+498~K12+504.1共1006.1米為二期工程B合同段,上部結構采用8聯鋼筋砼連續箱梁,最大跨徑為25m,梁高統一為1.4m,下部結構采用柱式橋墩,設置了部分薄壁墩,肋式臺,灌注樁基礎。
????????2 外砂高架橋箱梁裂縫病害特點
????????經過委托專業檢測單位對外砂高架橋進行技術狀況檢測,該橋存在的主要病害為:普通鋼筋混凝土箱梁腹板存在豎向裂縫及底板存在橫向裂縫(如下圖所示),大部分箱梁底板的橫向裂縫位于1/4~3/4跨徑范圍內,少數箱梁的1/8~3/8跨徑內也有橫向裂縫,箱梁底板橫向裂縫寬度在0.10mm~0.20mm之間,腹板裂縫寬度在0.15mm~0.50mm之間。箱梁腹板與底板裂縫相連形成“U”型或“L”型裂縫,并有滲水結晶現象,且在重車經過時,較寬裂縫出現張開及閉合現象。
梁裂縫實測分析(7)
鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應力和次應力的作用下,引起結構變形而裂縫。構件在使用過程中受年溫差的長期作用,當溫差的脹縮應力大于構件極限抗拉強度時就會裂縫。構件裂縫的因素是多方面的,包括結構設計、地基沉降差異、施工質量、材料質量、環境影響等,無論何種原因產生的裂縫,都會給建筑物肢體結構帶來影響。
2.裂縫成因分析
從施工角度來說,可能會影響樓板開裂的主要因素有:混凝土的組成材料、混凝土配合比控制、混凝土的養護、鋼筋安裝、早期堆載及拆模等。
2.1骨料對樓板混凝土收縮開裂的影響
混凝土收縮是造成樓板開裂的一個重要原因,而影響混凝土收縮的因素很多,主要是骨料品種及含量。粗骨料本身尺寸、形狀及級配并不影響混凝土收縮量;而粗骨料的彈性模量卻對混凝土收縮量影響很大:彈性模量越大,對混凝土收縮所起的抑制作用越大。
2.2混凝土配合比對樓板混凝土收縮開裂的影響
在原材料相同的條件下,混凝土配合比如單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等,對干縮有很大的影響。它們對干縮影響依次為:單位用水量>單位水泥用量>水灰比>砂率。其中隨著用水量的增大,同一條件下的混凝土收縮量直線上升;而在用水量相同的條件下,混凝土干縮隨水泥用量的增加而加大,但加大的幅度較小;在骨灰比相同條件下,混凝土干縮隨水灰比的增大而明顯增大;在強度等級相同條件下,混凝土干縮隨砂率的增大而加大,但加大幅度較小。
2.3樓板混凝土養護情況對其收縮開裂的影響
延長初期潮濕養護僅能推遲干縮的時間,并不能減小混凝土短期的干縮,但對于干縮終值有一定影響。若前期(摻粉煤灰的為14d)及時養護,可以有效地提高混凝土的抗拉強度及減小混凝土外表面的碳化深度,從而減小因混凝土碳化而產生的收縮,保證混凝土的使用壽命,因此,從防止碳化角度出發,及時、足夠時間的樓板養護是必要的。
2.4鋼筋綁扎安裝質量對樓板開裂的影響
對于樓板混凝土開裂,鋼筋起限制和約束的作用。鋼筋對混凝土的限制約束,主要通過它們之間膠結力和摩擦力的作用。
1)間距均勻的鋼筋所提供的約束作用是最佳的,且能有效防止裂縫寬度在個別處增大。但從日常的施工檢查情況看,由于鋼筋綁扎得不牢固,造成混凝土振搗后,鋼筋分布的偏位現象比較普遍,從而削弱了鋼筋的約束作用。
2)對于變形鋼筋,其相對保護層厚度越大,其平均粘結強度也就越大而在實際工程施工中,由于鋼筋保護層墊塊是呈梅花型布置的,因此混凝土澆筑后,底筋的許多部位保護層難以達到15mm的設計要求,從而削弱了鋼筋對混凝土開裂的約束作用。
2.5早期堆載對樓板混凝土開裂的影響
眾所周知,大部分房地產開發商都非常強調施工工期,對于很形象、直觀的主體結構更是如此。由于施工工期安排緊,工序技術間歇時間被取消,這樣必然會造成早期堆載(如鋼筋、模板材料的堆放)的不良影響。
1)樓板混凝土剛終凝不久(一般為24h),施工中又堆放上一層柱鋼筋、模板材料,施工堆載又為不均勻(即集中力)和瞬時動荷載,其必然對混凝土的固結構成內在影響(即造成“內傷”),也加大了混凝土內部早期微裂縫。
2)由于在早期,混凝土強度低(一般在1.2MPa左右),不能承擔堆料荷載。雖然從理論上講,此時樓板的堆載全由其模板支撐體系受力,但在實際中,由于樓板模板龍骨的布置是在考慮允許模板面板存在1/250變形的情況下設計的(且對堆載集中力不予以考慮),因此在較大集中堆載作用下,勢必造成樓板混凝土底部開裂或“內傷”。
2.6樓板拆模對樓板混凝土的影響
如跨度≤2m、混凝土設計強度等級為c20的樓板,按規定當混凝土強度達到c20的一半時,即可拆模。而此時間一般為樓板混凝土澆筑后5~7d,此時樓板正承受由模板支撐體系傳來的上一層樓板的施工荷載(甚至結構荷載),且該荷載幾乎為集中荷載。因此,當樓板厚度較小或荷載較大時,2m范圍的樓板混凝土帶裂縫工作成為必然。而在實際工程施工中,又很少對拆模時樓板結構受力進行抗裂驗算,僅是孤立地按滿足上述條件與否決定是否拆模,這樣就助長了后期的樓板開裂程度。
3.混凝土裂縫發生的控制措施
混凝土裂縫發生與組成混凝土的水泥、凈砂、石子、摻加劑等原材料有關,也與澆筑后混凝土的保溫保濕的養護措施有關。
3.1原材料的質量控制
(1)水泥:在混凝土路面及大體積混凝土施中,水化熱引起的溫升較高,降溫幅度大,容易引起溫度裂縫。為此,在施工中應選用水化熱較低的水泥,盡量降低單位水泥使用量。
(2)粗骨料:在鋼筋混凝土施工中,粗骨料的最大尺寸與結構物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關,增大骨料粒徑可減少用水量,混凝土的收縮和泌水隨之減少,但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析,因此,必須調整好級配設計。并在施工中加強振搗。
(3)細骨料:采用中粗砂比采用細砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右,水泥相應減少28kg左右,從而降低混凝土的干縮。
(4)砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超標,不僅增加混凝土的干縮,同時降低了混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利,因此,在路面混凝土及大體積混凝土施工中。石子含泥量應
(5)摻加塊石:在大體積混凝土基礎施工中,摻加無裂縫的、沖洗干凈、規格為l50~250mm的堅固大石塊,不僅可減少混凝土的總用量,又可減少單位水泥用量,從而降低水化熱。同時。石塊本身也吸收熱量,使水化熱進一步降低,對控制裂縫有利。如在濱河路防洪堤施工中,基礎混凝土摻人15%的塊石。使得基礎混凝土裂縫出現極少。
3.2混凝土配合比的選定
混凝土原料的配合比應根據工程的要求,如防水、防滲、防氣、防射線等進行認真分析,選擇最優方案。混凝土的水灰比應在滿足強度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低。
(1)摻合料:混凝土中摻人粉煤灰不僅能替代部分水泥。而且粉煤灰顆粒成球狀,可起潤滑作用,能改善混凝土的工作性和可泵性,且可明顯降低混凝土水化熱。
(2)外加劑:為了滿足送到現場的混凝土具有l1~l3cm坍落度,若只增加水泥使用量,則會加劇混凝土干燥收縮,明顯增大混凝土水化熱,易引起開裂。因此,除了調整級配外,可摻入適量的減水劑。
3.3利用混凝土的后期強度
對于大體積混凝土可以利用后期強度,如60d、90d、120d強度,即允許工程在60d、90d或120d達到設計強度。這樣可以減少水泥用量,減少水化熱和收縮,從而減少裂縫。
3.4混凝土的澆灌振搗技術
混凝土的澆灌振搗技術對混凝土密實度很重要,最宜振搗時間為10~30s.泵送流態混凝土同樣需要振搗,大體積混凝土在澆灌振搗中會產生大量的泌水,應及時排除,有利于提高混凝土質量和混凝土抗裂性。
4.裂縫的處理
根據裂縫的成因情況,可將裂縫分為兩種類型:一類是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類裂縫一般對承載力影響小,可作一般處理或不處理;另一類裂縫明顯影響了梁的承載能力,隨著裂縫的擴展和延伸,鋼筋達到屈服強度,受壓區混凝土應變量增大,梁剛度大大降低,構件趨向破壞。此類縫必須及早采取加固補強,以滿足結構安全需要。對于裂縫的處理,首先要重視對裂縫的調查分析,確定裂縫的種類、程度、危害及加固的依據。調查可從裂縫的寬度、長度、是否貫通、是否達到彈性極限應力的位置、有無潮氣或漏水、工程地點環境以及施工圖紙設計情況等多處入手,分析裂縫產生的本質原因,以采取相應的措施。
(1)表面修補法。該法適用于縫較窄,用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用,常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設薄膜材料,一般可用環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時先將混凝土表面用鋼絲刷打毛,清水洗凈干燥,將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平,然后在其上鋪設薄膜,如果單純以防水為目的,也可采用涂刷瀝青的方法。
(2)充填法。當裂縫較寬時,可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽,使用樹脂砂漿材料進行填充,也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。施工時,先將槽內碎片清除,必要時涂底層結合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂輪或拋光機將表面磨光。
(3)注入法。當裂縫寬度較小且較深時,可采用將修補材料注入混凝土內部的修補方法,首先裂縫處安設注入用管,其它部位用表面處理法封住,使用低粘度環氧樹脂注入材料,用電動泵或手動泵注入修補,此法在裂縫寬大于0.2mm時,效果較好。
首先要分析裂縫形成的原因,觀察裂縫的狀況(是否貫通),然后根據具體情況做相應處理。
主要的處理方式如下:
1.表面修補法
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
2.灌漿、嵌逢封堵法
灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
3.結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
4.混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
5.電化學防護法
電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結構也可用于新建結構。
6.仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到愈合的機能,在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合[4]。
四、結 論
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。
梁裂縫實測分析(8)
鋼筋混凝土梁的裂縫寬度及撓度試驗分析
作者:王新寧
來源:《建筑建材裝飾》2014年第10期
????????摘要:本文進行了四種八根T形截面鋼筋混凝土梁分別在對稱集中荷載和等代均布荷載作用下的抗彎性能試驗,并對試驗的結果進行了分析,主要分析了加載方式、混凝土強度、鋼筋強度對試驗梁的開裂、裂縫寬度、撓度等的影響。
????????關鍵詞:混凝土梁;鋼筋混凝土;裂縫寬度;撓度
????????前言
????????目前HRB400鋼筋作為主力鋼種廣泛應用與實際工程當中,有些省市已經禁用了HRB335鋼筋。在實際工程中,梁往往和樓板整體現澆在一起共同工作,形成T形截面梁,因此研究T形截面配置HRB400鋼筋的混凝土梁在使用階段能否滿足最大裂縫寬度限值和撓度具有重要的意義。而且隨著鋼筋強度的提高,混凝土強度也在提高,對HRB400鋼筋混凝土梁裂縫的出現與發展,裂縫寬度以及影響裂縫寬度及撓度的因素進行研究,具有重要的現實意義。本文就通過試驗主要分析了加載方式、混凝土強度、鋼筋強度對試驗梁的裂縫寬度、撓度等的影響。
????????1試驗概況
????????試驗一共制作了8個試件,分為兩組,每組四個構件,一組用于集中荷載加載試驗,另一組用于均布荷載加載試驗。T形截面試驗梁的基本情況詳見表1, 表1中梁號的意義如下:LW-彎曲梁;3、4、5分別代表試驗梁設計的混凝土強度,3-C30、4-C40、5-C50;H-HRB400級鋼筋、O-HRB335級鋼筋;A-三分點對稱集中加載,剪跨比3.0,B-八點等代均布加載,試驗梁的計算跨度l0=3.2m.為防止發生剪切破壞,所有試驗梁的箍筋均為Φ8@200,配箍率為0.5% 。本文對試驗的結果進行分析,主要分析加載方式、混凝土強度、鋼筋強度對試驗梁的開裂、裂縫寬度、撓度等的影響。
????????表1試驗梁基本情況
????????梁號 b (mm) h (mm) bf (mm) hf (mm) ρ (%) Mu (kN.m) ωmax (mm)
梁裂縫實測分析(9)
某工程預應力混凝土梁裂縫原因分析及處理
崔士起;宋雙陽;裴兆征;成勃
【期刊名稱】《工程質量》
【年(卷),期】2000(000)001
【摘要】@@ 某工程為一在建工程,框架結構.該工程頂層屋面為現澆無粘結預應力混凝土大梁,梁截面為T型,高850mm,跨度14400mm.大梁拆側模準備進行預應力張拉時,發現梁側面出現裂縫.
【總頁數】1頁(35)
【關鍵詞】
【作者】崔士起;宋雙陽;裴兆征;成勃
【作者單位】山東省建筑科學研究院;山東省建筑科學研究院;山東省建筑科學研究院;山東省建筑科學研究院
【正文語種】中文
【中圖分類】TU7
【相關文獻】
1.預應力混凝土T梁施加預應力前出現裂縫的原因及其防治措施 [J], 劉宗煒
2.預應力混凝土連續梁施工過程中裂縫產生的原因及處理措施 [J], 姚峰; 王攀
3.預應力混凝土箱梁裂縫原因淺析及處理 [J], 劉彥峰
4.預應力混凝土連續梁橋箱梁下撓及混凝土裂縫的體外預應力處治 [C], 宛勁松; 楊義
5.預應力混凝土連續箱梁合龍段梁底裂縫產生原因及其整治 [J], 姜鐘杰
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梁裂縫實測分析(10)
在反復荷載作用下梁裂縫寬度分析
郝源
【期刊名稱】《《中國戰略新興產業》》
【年(卷),期】2019(000)042
【摘要】本文提出了一種能夠精確預測出在反復荷載作用下的鋼筋混凝土梁的裂縫寬度的方法.眾所周知,裂縫寬度會隨著荷載周期數的增加而增大.在反復荷載作用下,為了真實的評估裂縫寬度,我們結合裂縫寬度分析模型,建立了粘結應力與滑移之間的關系和粘結長度的變化的模型,能夠計算出在反復荷載作用后殘余裂縫寬度,為裂縫寬度的預測提供了現實的理論基礎,而裂縫寬度是鋼筋混凝土結構在反復荷載作用下的適用性判別的一個很重要的指標.
【總頁數】2頁(136,138)
【關鍵詞】裂縫寬度; 反復荷載; 粘結應力
【作者】郝源
【作者單位】中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司 湖南 長沙 410014
【正文語種】中文
【中圖分類】
【相關文獻】
1.疲勞荷載作用下高強鋼筋混凝土梁裂縫寬度計算 [J], 魏顯峰; 于秀梅; 夏志剛
2.在疲勞荷載作用下的高強鋼筋混凝土梁裂縫寬度計算 [J], 李慶國
3.高強混凝土梁在疲勞荷載作用下的裂縫寬度計算 [J], 鐘銘; 王海龍; 王海良
4.短期荷載作用下再生骨料混凝土梁正截面裂縫寬度試驗研究 [J], 吳瑾; 耿犟; 楊曦
5.長期荷載作用下再生混凝土梁裂縫寬度試驗研究 [J], 劉超; 白國良; 尹磊; 馮向東
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梁裂縫實測分析(11)
PC箱梁橫隔板裂縫成因分析
摘要:箱梁橫隔板受力復雜,裂縫出現較多,以一大橋為實例,對局部應力進行數值模型分析,找出箱梁橫隔板局部應力分布的特點,結合工程實際,分析裂縫產生的原因,提出了從設計配筋方面到施工工藝方面的控制方法,為有效控制箱梁橫隔板裂縫的產生提供依據。
關鍵詞:箱梁;橫隔板;裂縫;數值分析;成因;局部應力;收縮變形
Abstract: the box girder partition complex loading, cracks appear more, to a bridge as an example, the numerical model of local stress analysis, find out the box girder partition the characteristics of the local stress distribution, combined with the engineering practice, this paper analyzes the causes of cracks, and puts forward the design reinforcement from aspects of the construction techniques to control method, for effective control of the box girder horizontal clapboard the cracks of provides the basis.
Keywords: box girder; Horizontal clapboard; Crack; Numerical analysis; Cause; Local stress; Contraction deformation
橋梁是最重要的交通設施之一,隨著我國經濟的高速增長,快速發展的交通事業急需跨躍眾多的大江大河,要求建設承載能力更大,跨度更大的橋,橋梁工程技術的進步和成熟使得建設工程難度更大的橋,特別是大跨徑橋梁成為現實。箱形截面梁以其抗扭剛度大、能有效地抵擋彎矩的作用、相對實心梁來講又質量輕等優點,在大跨度橋梁中得到廣泛的應用[1,5]。箱形梁橋不但要承擔對稱作用的恒載,還要承擔非對稱作用的活載,尤其是在非對稱荷載的作用下,箱形梁將產生扭轉、彎曲、畸變和橫向撓曲四種基本變形狀態[2,3,4],隨著橋梁跨度的增大,橋梁恒荷載作用的比重也就越大,活載的作用居其次,但是這種影響也是不能忽略的。為了減少箱梁中的畸變應力和橫向撓曲的不利影響,一般采用在箱形梁內沒置橫隔板的方法,增加箱梁的剛度,改善箱梁的受力性能[2]。由于橫隔板的受力復雜[7],且在橫隔板的中間一般設有開孔人洞,在工程實際中發現箱梁橫隔板出現裂縫的情況比較多,本文以一單箱四室斜拉橋為實例,對箱梁橫隔板的裂縫進行分析。
1工程背景:
某斜拉橋設計等級為四車道一級公路橋梁,設計行車速度60km/h,地震基本烈度為6度,全長888m,主跨為48m×2+50m+580m+50m+48m×2七跨連續半漂浮混合式斜拉橋,橋梁全寬27.6m,凈寬22.6m,邊跨為混凝土箱梁,中跨為扁平流線型鋼箱梁,混凝土箱梁采用等截面單箱四室結構,設計要求采用落地滿堂支架逐跨現澆施工方法施工,C50混凝土,梁高2.8m,頂板厚度37cm,底板厚度30 cm,腹板寬度50 cm,箱梁內每隔6m設一道厚度為40 cm的橫隔板。從橋梁定期檢查的結果看來,箱梁橫隔板裂縫呈現一定的規律性,裂縫主要為分布在人孔兩相對角部位的斜向裂縫、平行于箱梁底板的橫隔板底部的水平裂縫、橫隔板頂部的豎向裂縫和橫隔板邊緣倒角處裂縫,裂縫位置如圖1所示:
圖1半幅箱梁裂縫位置示意圖
Figure 1 semi-box girder crack location diagram
2箱梁局部應力數值分析
2.1模型概要
本橋抽取中部5個箱梁節段,3個隔隔板,采用大型商業數值分析軟件ansys進行建模,每個節段長6m,總長30 m。模型做如下簡化:1、普通鋼筋用等代彈性模量考慮;2、不考慮齒板對結構的影響;3、不考慮材料的收縮徐變對結構的影響;4、不考慮溫度場對結構的影響;5、截取1米長的斜拉索建模。所建模型如圖2所示,材料特性見表1。
表1材料特性表
圖2實體模型圖圖3網格劃分后的橫隔板
Figure 2 entity model diagram Figure 3 meshing of the diaphragm
2.2單元
該大橋所用實體單元有限元程序模型中,混凝土單元選用Solid45單元, Solid45單元是8節點三維結構實體單元,它的每個節點具有沿xyz共3個方向的平動自由度,Solid45單元有塑性、蠕變、膨脹和應力強化、大變形和大應變能力,常用于模擬混凝土單元。斜拉索采用Link8單元,此單元為三維桿件單元,受力狀態僅為單軸拉壓狀態,通常用于彈簧、桁架和桿件上。在建ANSYS模型中,斜拉索與混凝土采用約束方程法來約束形成整體模型,即分別建立斜拉索模型和混凝土模型,然后通過約束方程法來實現兩模型的組合。網格劃分采用自由網格四面體單元來進行劃分,劃分網格后的橫隔板如圖3所示。
2.3荷載
荷載分兩種工況進行加載[6],工況1為四車道按滿布對稱活荷載+重力荷載進行加載,工況2按單側非對稱活荷載+重力荷載進行加載,活荷載加載的位置分別距橋梁縱向中心線2.75m、6.25m,按縱向均布荷載進行加載。兩工況作用下橫隔板的主拉應力云圖如圖4、圖5所示:
圖4工況1主拉應力云圖圖5工況2主拉應力云圖
Figure 4Case 1 the principal tensileFigure 5Case 2 the principal tensile
stress cloud stress cloud
2.4數值分析結果
從數值分析的計算結果看來,橫隔板不管是在對稱活荷載的作用下,還是在非對稱活荷載的作用下,都會在人洞的角部產生應力集中現象,人洞的四個角一般以兩個對角為拉力集中,兩個對角為壓力集中,在對稱活荷載作用下產生的應力集中程度明顯小于在非對稱活荷載作用下的應力集中程度,在四個人洞中,不管是對稱活荷載作用下還是在非對稱活荷載作用下,外側的兩個人洞的應力集中程度都大于內側兩個人洞的應力集中程度。
3橫隔板裂縫成因分析
根據上述的橫隔板局部應力分析,人洞處的對角容易產生從角部向遠端發散的斜向裂縫,應力分析能夠很好的解釋①號、②號裂縫產生的原因,①號、②號裂縫也多發生在箱梁外側兩個箱室的人洞角部位,內側兩箱室的人洞角部位很少產生此種裂縫,工程實際情況與理論模型分析是完全吻合的。③、④、⑤號裂縫不能通過局部應力分析的方法對此作出解釋,但在調查施工期間的施工紀錄后發現,由于一次性澆注的混凝土方量較大,施工時采用的先澆注底板,后澆注腹板,最后澆注橫隔板、頂板的順序進行施工,先期澆注的混凝土會對后期澆注的頂板混凝土產生較大約束,澆注時間間隔越長,不均勻收縮所產生的應力越大,從而導致的導致橫隔板③、④、⑤號裂縫的出現。
4結論
箱梁橫隔板受力狀態復雜,為了很好的控制裂縫的產生,一方面要從受力角度考慮,需增加人洞角部的構造配筋;另一方面從混凝土收縮變形的角度考慮,高強度混凝土要盡可能減少水泥的含量,減少水灰比,在材料上減小混凝土的收縮變形。在施工時,箱梁及橫隔板的施工爭取一次性澆注完成,并且要縮短一次性澆注完成的時間,減弱混凝土在收縮過程中的約束。
參考文獻:
[1]范立礎.橋梁工程[M].人民交通出版社.2001.1-50
[2]郭金瓊.箱形梁設計理論[M].人民交通出版社.2008.93-100
[3]劉小渝;孫童齡.橫隔板對鋼箱梁受力畸變的分析[J].重慶大學學報(自然科學版).2007(5):9-12
[4]劉治宇.箱梁橫隔梁空間有限元分析[J].北方交通.2008(3):136-139
[5] 項海帆.高等橋梁結構理論[M].人民交通出版社,2001
[6] 公路橋涵設計通用規范[S].人民交通出版社,2004,北京,18-26
[7]Nam-Hoi Park, Nam-Hyoung Lim, Young- Jong Kang A consideration on intermediate diaphragm spacing in steel box girder bridge with a doubly symmetric section[ J] . Engineering Structures, 2003, (11) .
Cause Analysis of PC Box Girder Diaphragm CracksZhang Xiaofeng2Yan Yongxian1 Li Hao1(1、Zhejiang Zhoushan Bridge Co, Ltd. Ningbo 315000
2、Zhejiang Jiaogong highway maintenance Co., Ltd.Hangzhou310000)
Abstract: The force of box girder diaphragm is complex, prone to cracks.As an example of a bridge ,numerical model analyze the local stress to identify the characteristics of box girder diaphragm local stress distribution, by the engineering practice, analyzed the causes of cracks, proposed control method from design reinforcement to the construction process, provided the basis for effective control of the box girder diaphragm cracks.
Keywords: box girder; diaphragm; cracks; numerical analysis; causes; local stress; shrinkage deformation




