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經驗交流:橋梁施工裂縫產生原因分析(一)

時間:2008-10-22 01:13:00   來源:無憂考網     [字體: ]
在橋梁建造和使用過程中,有關因出現(xiàn)裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的報道屢見不鮮;炷灵_裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”,經常困擾著橋梁工程技術人員。 其實,如果采取一定的設計和施工措施,很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加 強對混凝土橋梁裂縫的認識,盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫,本文盡可能對混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析、總結,以方便設計、施工找出控制裂 縫的可行辦法,達到防范于未然的作用。
  混凝土橋梁裂縫種類、成因 實際上,混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均 有其產生的一種或幾種主要原因。混凝土橋梁裂縫的種類,就其產生的原因,大致可劃分如下幾種:
  一、荷載引起的裂縫
  混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,歸納起來主要有直接 應力裂縫、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。裂縫產生的原因有:
  1.設計計算階段,結構計算時不計算或部分漏算;計算模型不合理;結構受力假設與 實際受力不符;荷載少算或漏算;內力與配筋計算錯誤;結構安全系數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性;設計斷面不足;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結構剛度不足;構 造處理不當;設計圖紙交代不清等。
  2.施工階段,不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結構結構受力特點,隨意 翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工,擅自更改結構施工順序,改變結構受力模式;不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。
  3.使用階段,超出設計載荷的重型車輛過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊;發(fā)生大風 、大雪、地震、爆炸等。 次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。
  裂縫產生的原因有:
  1.在設計外荷載作用下,由于結構物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮 ,從而在某些部位引起次應力導致結構開裂。例如兩 橋拱腳設計時常?用布置“X” 形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設計鉸,理論計算該處不會存在彎矩,但實際該 鉸仍然能夠抗彎,以至出現(xiàn)裂縫而導致钚饈礎?
  2.橋梁結構中經常需要鑿槽、開洞、設置牛腿等,在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進 行模擬計算,一般根據經驗設置受力鋼筋。研究表明,受力構件挖孔后,力流將產生繞射現(xiàn)象,在孔洞附近密集,產生巨大的應力集中。在長跨預應力連續(xù)梁中,經常在跨內根據截面內力需要截斷鋼束,設置錨頭,而在錨固斷面附近經?梢钥吹搅芽p。因此, 若處理不當,在這些結構的轉角處或構件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。 實際工程中,次應力裂縫是產生荷載裂縫的最常見原因。次應力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質。次應力裂縫也是由荷載引起,僅是按常規(guī)一般不計算,但隨著現(xiàn)代計算手段 的不斷完善,次應力裂縫也是可以做到合理驗算的。例如現(xiàn)在對預應力、徐變等產生的 二次應力,不少平面桿系有限元程序均可正確計算,但在40年前卻比較困難。在設計上應注意避免結構突變(或斷面突變),當不能回避時,應做局部處理,如轉角處做圓 角,突變處做成漸變過渡,同時加強構造配筋,轉角處增配斜向鋼筋,對于較大孔洞有條件時可在周邊設置護邊角鋼。 荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振 動嚴重部位。但必須指出,如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫,往往是結構達到承載力極限的標志,是結構破壞的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。