《探究双薄壁墩连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝成因分析及对策[上海公路]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究双薄壁墩连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝成因分析及对策[上海公路]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、s 一 G s 双 薄壁墩连续刚构桥 箱梁底板纵 向裂缝 成 因分析及 对策 王 舜 张 澎涛 上 海市 市 政规划 设计 研究 院 上海 2 0 0 0 3 1 摘 要 介绍 了某 双薄壁墩连续刚构桥在施工过程 中的底板 纵向裂缝 的开展情况 为分析裂缝 产生 的原 因 采用有 限元软件 对多种 工况下箱梁底板应力分布进行 了计 算分析 计算结果表 明混 凝土收缩 是纵向裂缝的 主要 成因 对 比分 析了避免底 板收缩裂 缝开展 的对策措施 为防止裂缝在后续施工 中出现 应减少薄壁墩与箱梁 的浇筑 时间间隔 关键词 连续 刚构桥 纵 向裂缝 混凝土收缩 0 引 言 由于 刚构 桥为超 静 定
2、结 构 在混凝 土 收缩 温 度 变 化 墩台不均匀沉降和预应力等因素的作用下 会产生 次 内力 严 重 时导 致 结 构 混 凝 土 开 裂 本 文 针对 上 海 市 某连 续 刚构桥 底板 在施 工过 程 中 出现 的纵 向裂 缝成 因进行 了详细的分析 提出了针对性的处理对策 1工 程简 介 某桥梁工程主桥采用三跨连续刚构形式 跨径组 合 为 4 2 r n 7 0 i n 4 2 m一 1 5 4 r f l 转 体施 工 上 部 结 构 为变截 面 预应力 混凝 土箱 梁 支 点处 梁 高 4 0 m 跨 中梁高 2 0 m 梁底 按 照 二 次抛 物 线 变 化 横 断 面 为 单
3、箱 三室 箱 梁底 宽 1 2 6 m 悬 臂 长 度 1 9 5 m 总 宽 1 6 5 m 见 图 l 桥 墩 为双 薄壁柔 性 墩 单 壁 厚 0 6 m 双薄 壁墩 间距 为 1 1 1 2 1 桥 梁上 下部 均采 用 C 5 O混 凝 土整 体现 浇 墩顶 截 面 跨 中截 面 图 1 箱 梁横 断面图 单位 m 主桥 施 工 采用 现 场 浇 筑 转 体 合龙 的方 式 现 场 单侧 T 型刚 构转 体部 分见 图 2 收 稿 日期 2 O l 3 一 O 4 2 8 图 2连续 刚构 单 侧 转 体 部 分 2裂 缝特 征 2 0 1 2年 7月 9日 T型 刚构 的箱梁 部
4、分拆 模 后 发 现箱梁 中室底 板 桥 墩 两 侧 对 称 位 置 存 在 3条 纵 向 裂 缝 裂缝 分 布见 图 3 根 据 现场 的观 察 和测 量 连 续 刚 构 箱梁 底板 的裂缝 有 以下特 点 1 裂 缝在 薄壁 墩 两侧 对称出现 每侧各三条 裂缝位于箱梁 中室底板横 向约 1 4 i 2和 3 4位置 中央裂 缝 长 度较 长 2 裂 缝 自 箱 梁根 部 向悬臂端 发 展 宽 度逐 渐减 小 裂缝宽 度 均不 大 于 0 2 mm 3 裂 缝 两侧 混 凝 土无 明显 高差 说 明 混凝 土是 在拉 应 力 作用 下 开 裂 4 裂 缝 局 部有 水 渗 出 说 明裂缝
5、贯穿 箱梁底 板 4 O00 mm 8 0 2 L 73oo ram一6 0ASmm l 一 L 8 900mm 删 一 一 三 140mIir 薹 mm 1 一 0 2inni 6 O 1 mm L 3100mm 图 3箱梁底板纵 向裂缝分布 L一裂缝长度 一裂缝宽度 N 3 2 0 1 3上踢 堍 3 3 图 7 混凝土收缩 工况箱 梁横 向应力分布 从计算结果 可知 在 收缩工况下 箱 梁底板位置 产 生拉 应 力 拉 应 力 主要 集 中 在 中 室 位 置 其 中 最 大 应 力 为 1 9 1 MP a 大 于混 凝 土 设计 强 度 最 大应 力 位 于箱 梁 底 板 内 侧 中
6、 央 位 置 这 与 箱 梁 实 际 裂 缝 位 置 吻合 3 5裂缝成 因 分析 上 述三种 工 况计 算 结 果 表 明混 凝 土 浇 筑 时 的水 化热 及 日照 温差 对 裂 缝 产 生 均无 影 响 混 凝 土 的 收缩 是箱 梁纵 向裂缝 产生 的主 要原 因 现 场发 现箱 梁 中 室位 置 有 3条 纵 向裂 缝 这 是 由 于在 发生 第一 次 开裂后 应 力 马上 发生重 分 布 随着 收 缩变形继续增加 就会形成第 二次开裂 7 裂缝分布 的特 点 如 图 8所示 二 工 五 皿皿 血 图 8收 缩 裂缝 分 布 特 点 4对 策 措施 为避免箱梁底板收缩裂缝的产生 文献
7、E 8 3 提出了 3种可行 的措施 适 当增加 箱 梁 底 板 厚度 增 加构 造 钢 筋数 量 缩 短 桥 墩 与 箱 梁 浇 筑 间 隔 时 间 本 文 针 对 3 种措 施 的影响 效果 作 了进一 步 的分 析 4 1 增 加箱 梁底 板厚 度 增加 箱梁 底 板 厚 度 一 方 面 可 增 大 结 构 的受 力 面 积 减 少 收缩工 况下 结构 横 向应力 另一方 面 混凝 土 厚 度 的增加会使水化热效应放大 从 而增大 降温过程 中 混 凝 土 的收缩 应力 有 限元 计算 结果 见下 表 1 由计算 结 果 可 知 增 加 箱 梁底 板 厚 度 的措 施 并 不 可行 表
8、1增加箱梁底板厚度最大拉应力变化 箱梁底板厚度 水化热最高温度 最大拉应力 MP a 7 0 c m 原厚度 6 7 1 9 1 7 5 c m 7 1 1 9 8 8 0 c m 7 6 2 0 7 4 2增 加横 向构 造钢 筋数 量 文 献 2 3 认 为钢筋 与混凝 土共 同承担 收缩 应力 可 降低 混凝 土 的应力 水平 同时 文献 1 3 认 为混 凝 土配 置钢筋不但不能抵抗收缩应力 反而增加 了自约束应 力 但 除轴 心 受 拉构 件 外 在 配 筋率 不 大 的情 况 下 这 种 自约束 引起 的应力 可 以忽 略不 计 本桥箱 梁底 板横 向钢 筋 为 咖 1 6 1 5
9、 0 mm 增 大 底板 单层 钢筋 配筋率 后有 限元 计算 结果 见下 表 2 表 2增加箱梁底板横向钢筋配筋率最大拉应力变化 箍筋配置 单层构造配筋率 最大拉应力 MP a b 1 6 1 5 0 l 9 1 9 1 咖1 4 1 0 0 2 2 1 9 2 1 6 1 0 0 2 9 1 9 2 由计算 结果 可知 在 增加横 向构 造钢 筋 配筋 率后 混凝 土收缩 应 力 的变 化 稍 有 提 高 但基 本 可 以忽 略 不 计 所 以增加箱梁底板配筋率的措施并不能降低混凝 土收缩 应力 4 3 缩短 桥墩 与箱 梁浇 筑 间隔时 间 双薄壁 墩 与箱梁底 板 浇筑 时 间 间 隔
10、 约 6 0 d 墩 身 混 凝 土收缩 变形 大部分 已经完成 箱 梁底 板 混凝 土 在 浇筑后发生收缩变形 但受到先浇墩身的约束 会产生 附加应 力 在缩 短 两 者 浇筑 间隔 时 间 后 计 算结 果 见 图 9 芝 倒 图 9 减 少浇筑 间隔后箱梁底板最大拉应 力变化 由计算结果可知 缩短薄壁墩 与箱梁底板浇筑 间 隔天数后 箱梁底板应力有一定程度的降低 鉴 于 C 5 0混 凝土 的设计 抗拉 强度 为 1 8 3 MP a 建 N 3 2 0 1 3上踢么缘 3 5 一 一s 议 施工 间隔控制 在 3 0 d以 内 但 为 保 证 施 工 安 全 上 部 结构 需在 薄壁
11、墩混 凝土 达到设 计强 度后 才可施 工 通 过 以上 的分 析计 算 可 以看 出 增 大箱 梁 底 板 厚 度和增 加 构造钢 筋 配 筋 率 等措 施 均 不 可 行 只有 缩 短 薄壁墩 与箱 梁 的浇筑 时 间间隔 才可 以显著 降低 收缩 应 力 的水 平 此外 为避 免 收缩 裂缝 的产 生 现 场应 视 情 况调整 水 灰 比 及时进 行 养生 采取 降低拌 和 物浇 筑温 度等措 施 以保 证T 程 的施 丁质 量 5 结 语 1 连续 刚构 桥 根部 箱 梁 底 板 裂缝 形 成 的主要 原 因 是 由于混 凝 土 的 收 缩 及 水 化 热 引起 的 降 温 造 成 因
12、为箱 梁 底板 宽度 较 大 在 后 浇 箱 梁混 凝 土 抗 拉 强度 较低 时 其 收缩 变 形 已经 发 生 由于受 到 先 期 浇筑 薄 壁墩混 凝 土 的约束 箱梁 底 板 中部 混凝 土 产 生 较 大拉 应力 从 而导致 裂缝 产生 2 缩 短薄 壁 墩 与箱 梁 的浇 筑 时 间 间 隔可 以显 著 降低 收缩 应 力 的水 平 建 议 间 隔 时 间 控 制 在 3 0 d以 内 增大 底板厚 度 增加 底 板 横 向构造 钢 筋 配 筋 率 等 措施 均不 能有效 的防止底 板纵 向裂 缝 的产生 3 为避 免后续 施 工 中出现 收缩裂 缝 现 场应 及 时 调整水灰比
13、对混凝土进行养生 以及采取措施降低拌 和物 浇筑温 度 参考 文献 1 王铁梦 工程结构裂缝控制I M 北京 中国建筑工业 出版 社 1 9 9 7年 2 彭运动 孔庆凯 连续 刚构桥箱 梁根部 施工 阶段底 板开 裂 机理研究和对策措施 c 中国公路学会桥梁和结构工 程 分会 2 0 0 4年全 国桥梁学术会议论文集 2 0 0 4 3 杜耀辉 混凝土箱梁早期裂缝分析及其工程应对措施I D 西 安 长 安 大学 桥 梁 与隧 道 工 程 2 0 0 8 4 德 F凯 尔别克 太 阳辐 射对桥 梁结构 的影 响 M 刘 兴 法译 北京 中国铁道出版社 1 9 8 1 5 J T G D 6 0
14、 2 0 0 4 公 路桥涵设 计通用规范 s 6 袁勇 混凝 土结构早期 裂缝控制 M 北京 科学 出版社 2 0 0 4年 7 黄克超 连续 刚构桥悬臂浇筑施 工裂缝原 因分 析 J 工程 质 量 2 0 0 8 3 A 3 7 4 0 8 周康静 连续 刚构桥零 号块 应力 及裂缝研 究 D 武汉 华 中科 技 大 学 桥 梁 与 隧 道 工 程 2 0 1 0 上接第 1 1页 首先 选用符合要求的优质填料作为路基 填料 确保填料强度 本 工程新建部分 的道路路基 采用石 灰改善土填筑 路堤上路床 3 O c m 掺灰 6 下路床 3 0 c m 掺灰 4 o 其二 为减小新 老路基
15、的沉 降差 根 据不 同的填 筑高度 严格 按照 道路路 床 路 堤 路 基 的重 型压实 度标 准 提高路堤强度和刚度 减少压缩沉 降 为路面提供一个 足够强度 和刚度 的承 载体 第 三 为加强新老路基 拼接部 整体 强度 保证新老路基协 同受力 在既有路基边 坡上开 挖台阶 2 J 台阶宽 度一般不 小 于 1 0 m 并 且开挖 成 内倾 斜坡 同时为增 强新 老路基 之间 的联接 和整体 性 和衔接 处的抗拉强度 在路基交错层铺设土工格栅 3 结 语 根 据沪 宜公路 改 建 T 程 所 处 的 区域 特 点 在 符 合 城市 规划 交通 和 经济协 调发 展 的前提 下 研 究 工
16、程 功 能定 位 规 模 交 通 发 展适 应 性 等要 求 调 查 工程 区域 条件 和 建设 条 件 贯 彻 技 术 可 行 实 施 可 能 经 济 合 理 的基 本原 则 有利 于沿线 区域 规划 的开发 和协 调 1 道路 总体方 案在城市规划 的指导 下 对 T程 的建 设标准和功能定位进行研究 确定改建方案切实可行 2 合 理确 定 建设规 模 使适用 性 和经济 性 达 到最 3 6 上 么咯 N o 3 2 0 1 3 佳结 合点 坚持 可持续 发 展战 略方针 为 社会 经济 发 展 提供 有利保 障 3 在 充分 调 查 既有 路 面结 构 路 况 下 分 析 采 用 经济 合理 的路 面 方案 路 基 处 理 应 充 分重 视 拼 接 处 理 方案 4 线 形方 案在 综合 规划线 位 和现状 道路 结 合 道 路 功能 交 通组 织 道路 两侧 土地开 发 以及相 关工 程 之 间的基础 上进 行优 化 5 在对 交通量 分析 论证 的基 础上 确定 合理 的断 面方 案 并 处 理 相关 工 程 的相 互 关 系 如轨 道 1 1 号 线 和 G1 5 0 l
