桥梁裂缝分析
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桥梁结构产生裂缝的原因分析及解决措施
原因分析
1. 荷载问题:桥梁在正常使用过程中所承受的荷载超过了设计
荷载,导致结构承受力过大,从而引发裂缝的出现。
2. 建造质量问题:桥梁在建造过程中,若存在施工质量不达标
或者施工工艺不当等问题,会使结构产生缺陷,进而导致裂缝产生。
3. 设计问题:桥梁的设计不合理或者存在缺陷,例如采用不适
当的材料、忽略了某些重要的力学因素等,都会导致结构不稳定,
从而引发裂缝。
4. 自然因素:受到自然力的影响,如地震、风力、温度变化等,都可能对桥梁结构产生不利影响,从而导致裂缝的出现。
解决措施
1. 强化维护:定期对桥梁进行检查和维护,及时发现问题并采取修复措施,以防止裂缝进一步扩大。
2. 加强监测:安装传感器和监测设备,实时监测桥梁结构的状态和变化,及早预警并采取相应措施。
3. 加固措施:针对已出现裂缝的部分,采取加固措施,如添加钢筋、注浆等,使结构重新恢复稳定。
4. 完善设计和施工:加强桥梁设计的科学性和合理性,确保施工工艺符合标准,减少结构缺陷的发生。
5. 应对自然因素:根据所在地区的自然环境,采取相应的防护措施,如加强桥梁的抗震能力、考虑温度变化对结构的影响等。
桥梁裂缝成因分析桥梁是连接两个地理位置之间的重要结构,以促进安全、高效和便捷的运输。
在桥梁使用寿命内,裂缝可能会出现在结构的不同位置。
这些裂缝可能是由各种原因引起的。
下面将对桥梁裂缝的成因进行详细分析。
自然因素温度的影响温度是桥梁裂缝的常见原因之一。
当桥梁暴露于不断变化的温度环境中,结构将会收缩或膨胀,这可能导致快速而猛烈的裂缝。
虽然这种情况比较难以避免,但是应该注意选择适当的材料和在结构设计阶段纳入温度方面的考虑,以减缓此类裂缝出现的速度。
风力的影响风力也是引起桥梁裂缝的另一个原因。
当风力超过结构的安全荷载,便会形成横向或纵向的荷载。
这种荷载会导致组成桥梁的元件出现变形或位移,进而形成裂缝。
建造桥梁时应参照当地的风荷载标准,和在桥梁维护时注意风力对结构的影响,以减少这种裂缝的形成。
地震的影响地震可能是桥梁裂缝的最严重原因之一。
地震会引起突然的振动和震荡,这会导致结构元件的扭曲和变形,从而引起裂缝。
在桥梁设计和建造中,充分考虑地震所导致的可能影响。
在地震后,需要对桥梁进行检修和维护,确保其结构的完整性和耐用性。
人为因素错误的设计和规划设计和规划错误是另一个人为因素,会导致桥梁裂缝的发生,如错误的结构设计和材料选择。
如果设计或规划不足,或所选材料不够强大,那么最终结构就会出现缺陷和裂缝。
应该确保在桥梁设计和规划时进行充分的研究和检查,确保结构的符合最高的安全标准和质量要求。
经常运载超重桥梁在长期使用过程中,如果经常运载超重,结构必然会受到一定的损害。
过多的荷载会对桥梁的承载能力带来潜在的破坏,进而导致裂缝。
应该在设计和立项时确保仅在规定荷载下运载桥梁,以减少其在用期中出现的损坏。
维护保养不及时桥梁维护和保养是确保其安全、高效和长寿命的一个重要环节,若维护不及时,桥梁出现缺陷和裂缝的风险将大大增加。
保养包括清洁、维护构件、防锈、涂漆等方面的工作,应定期进行。
定期的维护可以提高桥梁的使用寿命,并减少结构的损坏和裂缝。
桥梁钢筋混凝土墩柱裂缝分析第一部分钢筋混凝土墩柱裂缝类型及其成因 (2)第二部分钢筋混凝土墩柱裂缝的检测与评价 (4)第三部分钢筋混凝土墩柱裂缝的加固与修复 (7)第四部分钢筋混凝土墩柱裂缝的预防措施 (10)第五部分钢筋混凝土墩柱裂缝的数值模拟分析 (12)第六部分钢筋混凝土墩柱裂缝的疲劳性能分析 (15)第七部分钢筋混凝土墩柱裂缝的耐久性能分析 (18)第八部分钢筋混凝土墩柱裂缝的非线性分析 (21)第一部分钢筋混凝土墩柱裂缝类型及其成因钢筋混凝土墩柱裂缝类型及其成因一、钢筋混凝土墩柱裂缝类型1.纵向裂缝:沿墩柱纵向发展的裂缝,常见于墩柱受拉区。
纵向裂缝可分为:-受拉裂缝:由于墩柱受拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的裂缝。
-剪切裂缝:由于墩柱受剪应力超过混凝土抗剪强度而引起的裂缝。
-温度裂缝:由于墩柱受温度变化影响而引起的裂缝。
2.横向裂缝:沿墩柱横向发展的裂缝,常见于墩柱受压区。
横向裂缝可分为:-压应力裂缝:由于墩柱受压应力超过混凝土抗压强度而引起的裂缝。
-胀缩裂缝:由于墩柱受温度变化影响而引起的裂缝。
3.斜向裂缝:沿墩柱斜向发展的裂缝,常见于墩柱受剪应力或扭转应力作用下。
斜向裂缝可分为:-剪切裂缝:由于墩柱受剪应力超过混凝土抗剪强度而引起的裂缝。
-扭转裂缝:由于墩柱受扭转应力作用而引起的裂缝。
二、钢筋混凝土墩柱裂缝成因1.材料因素:-混凝土强度不足:混凝土强度不足会导致墩柱在受力后容易产生裂缝。
-钢筋质量不合格:钢筋质量不合格会导致钢筋与混凝土之间产生粘结不良,从而导致裂缝。
2.设计因素:-荷载计算不准确:荷载计算不准确会导致墩柱在受力后超过其承载能力,从而产生裂缝。
-构造设计不合理:构造设计不合理会导致墩柱在受力后产生应力集中,从而产生裂缝。
3.施工因素:-施工质量不合格:施工质量不合格会导致墩柱在受力后容易产生裂缝。
-养护不当:养护不当会导致混凝土强度不足,从而导致墩柱在受力后容易产生裂缝。
道路桥梁施工中桥梁裂缝的分析在道路桥梁的施工过程中,桥梁裂缝是一种常见的问题,它会影响桥梁的承载能力和使用寿命。
对桥梁裂缝进行分析和评估非常重要。
下面将对道路桥梁施工中桥梁裂缝的分析进行详细阐述。
桥梁裂缝可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝两类。
结构性裂缝是桥梁结构发生变形或破坏导致的裂缝,主要与桥梁整体刚度和荷载相关。
非结构性裂缝主要是由于材料性质、施工质量或环境影响等原因引起的裂缝。
对于结构性裂缝,需要对裂缝的形成原因进行分析。
由于桥梁在施工过程中会受到温度变化、荷载作用、湿热环境等因素的影响,因此裂缝的形成原因可能有多种。
首先需要评估桥梁的设计是否合理,结构是否满足要求。
需要检查施工过程中是否存在施工操作不当、施工质量不过关等问题。
对于非结构性裂缝,需要对裂缝的成因进行分析。
非结构性裂缝主要与材料性质、施工质量和环境影响有关。
材料的强度、韧性和抗温变性等性质会影响桥梁的裂缝性能。
施工质量因素包括混凝土的成型和养护质量、钢筋的连接质量等。
环境因素包括温度变化、潮湿环境、化学腐蚀等。
分析桥梁裂缝还需要考虑裂缝的形态、长度、宽度和位置等因素。
裂缝的形态可以分为直线裂缝、弧形裂缝和塑性变形等。
裂缝的长度和宽度决定了裂缝的严重程度。
裂缝位置的分布和数量可以提供有关桥梁结构承载状态和荷载分布的信息。
对于桥梁裂缝的分析,一般需要进行现场勘察、测量和实验。
通过现场勘察可以获取桥梁的形态、结构和材料等信息,并观察裂缝的形态和位置。
测量可以获取裂缝的长度和宽度等参数。
实验可以对桥梁的结构和材料进行测试,评估桥梁的承载能力和裂缝性能。
根据分析结果制定相应的维修和加固措施。
对于结构性裂缝,需要根据桥梁的承载能力和裂缝性能进行补强和加固。
对于非结构性裂缝,可以采取合适的维修方法,如填充材料、刮削等来修复裂缝。
对道路桥梁施工中桥梁裂缝进行分析是十分重要的。
通过对裂缝的形成原因、成因和裂缝参数的分析,可以为桥梁的维修和加固提供科学依据。
分析桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因及施工措施桥梁在施工过程中出现裂缝的原因主要有以下几点:1. 设计缺陷:桥梁设计不合理、计算不准确,导致结构强度不够或者受力分布不均匀,从而引发裂缝的出现。
2. 材料问题:桥梁施工中使用的材料不符合规范要求,材料质量低劣或者存在质量隐患,比如钢筋质量不合格、混凝土配合比不合理等,都会导致桥梁出现裂缝。
3. 基础施工问题:桥梁基础施工质量不佳,基础沉降不均匀或者地基承载力不够强,都会导致桥梁承重部位发生位移,进而引发裂缝。
4. 施工工艺问题:施工过程中操作不当、施工工艺不规范,比如混凝土浇筑不均匀、养护不到位等都会导致桥梁出现裂缝。
5. 自然因素:自然灾害(如地震、洪水等)会给桥梁结构带来巨大的冲击力,如果桥梁结构不够强固,就会出现裂缝。
针对桥梁施工中出现裂缝的原因,可以采取以下一些施工措施来预防和处理:1. 加强设计优化:在桥梁设计阶段,要充分考虑各种力学因素和工程环境,合理优化桥梁结构,确保其承重能力和耐久性。
2. 严格选择材料:在施工过程中,要选择符合规范要求的优质材料,并进行质检,确保材料的质量和稳定性。
3. 强化基础施工:加强桥梁的基础施工,确保地基的承载能力和稳定性,减少地基沉降和变形的可能性。
4. 规范施工工艺:在施工过程中,要按照规范要求进行施工,保证材料的浇筑均匀、养护到位,减少施工过程中引起裂缝的可能性。
5. 增加桥梁的抗震能力:在地震高风险地区施工的桥梁,要加强抗震设计和施工,采用更加牢固的结构和连接方式,提高桥梁的抗震能力。
6. 做好监控和维护:及时对桥梁进行监控和维护,定期检查桥梁的结构和承载能力,发现问题及时处理,避免裂缝扩大。
在桥梁施工过程中,要重视桥梁结构的质量控制,严格按照规范施工,及时发现和处理问题,确保桥梁的安全稳定。
道路桥梁施工中桥梁裂缝的分析1. 引言1.1 桥梁施工中容易出现裂缝的原因1. 施工质量问题:在桥梁施工过程中,如果施工材料或者施工工艺存在问题,就会导致桥梁裂缝的出现。
比如混凝土拌合不均匀、养护不到位等,都会使桥梁的强度和稳定性受到影响,从而产生裂缝。
2. 设计问题:有时候桥梁的设计存在缺陷或者不合理,也会导致裂缝的产生。
比如桥梁的跨度设计不合理、支座设置不当等,都可能使桥梁产生应力集中,从而导致裂缝的发生。
3. 自然因素影响:桥梁在使用过程中受到自然因素的影响也是裂缝产生的原因之一。
比如温度变化、地震、风力等外界因素都会对桥梁的结构造成影响,导致桥梁裂缝的产生。
桥梁施工中容易出现裂缝的原因多种多样,需要在施工前认真设计、严格把控施工质量,并加强对桥梁的监测和维护,才能有效预防桥梁裂缝的发生,确保道路安全。
1.2 桥梁裂缝对道路安全的影响桥梁裂缝对道路安全的影响是非常严重的。
桥梁裂缝会影响桥梁的结构稳定性,导致桥梁承载能力下降,从而可能引发桥梁坍塌的危险,给道路使用者带来巨大的安全隐患。
桥梁裂缝还会影响道路的通行畅通性,如果裂缝过大或过多,可能会导致道路封闭或限行,给交通运输带来严重影响,甚至引发交通事故。
桥梁裂缝还会影响道路的使用寿命,加速桥梁的老化和损坏,增加维护成本,影响道路的正常使用。
及时发现和处理桥梁裂缝,对维护道路安全和提高交通效率非常重要。
加强桥梁施工中裂缝的监测和预防措施,及时修复桥梁裂缝,是保障道路安全的重要措施。
2. 正文2.1 桥梁裂缝的分类桥梁裂缝的分类主要可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝两类。
结构性裂缝是指由于桥梁结构设计不合理而造成的裂缝,通常是由于荷载超过设计承载能力或者施工质量问题导致的裂缝。
这类裂缝一般出现在桥梁的关键部位,如支座、悬索等位置,对桥梁的安全稳定性有较大影响。
非结构性裂缝则是指由于外部环境或材料问题引起的裂缝,这类裂缝可能由于温度变化、地震、腐蚀等因素导致。
桥梁结构中的裂缝原因分析及处理摘要:随着我国交通运输网络的不断完善,桥梁作为承载车辆通行的重要设施,对其质量提出了更高的要求。
应加强施工管理,做好入场材料质量检查,严格按照规范要求施工,这样才能避免桥梁裂缝的出现,从而提高桥梁工程质量。
基于此,本文对桥梁结构中裂缝产生的原因以及桥梁结构裂缝处理的方法进行了分析。
关键词:桥梁结构;裂缝原因;分析处理1 桥梁结构中裂缝产生的原因1.1 温度原因在桥梁结构中之所以会出现裂缝,很大一部分原因是由于温度所导致。
众所周知,桥梁结构通常是使用混凝土。
而混凝土在水泥凝固的时候会释放大量的热量。
除此之外,也会受到自然光或者电弧焊接的影响。
根据混凝土材料的特性来看,可以发现其在面对温度应力变化的时候,适应性较差。
当出现温差过大的情况时,就很容易引发热胀冷缩的现象,从而导致裂缝才产生。
除此之外,外部环境温度的影响,比如说夏季高温、冬季低温等,都会对桥梁结构产生影响,比如说导致桥梁纵向位移。
不仅如此,由于桥梁的面板、支柱、侧面等部位都会受到自然光的影响。
因此,这些部位的温度会高于桥梁的其他部位。
当受到自然光的长期照射时,这些部位也会出现膨胀的现象,从而影响到桥梁的拉应力,导致裂缝出现。
1.2 混凝土质量原因众所周知,在桥梁工程施工的时候,会使用大量混凝土材料。
因此,如果混凝土材料质量不达标,那么也会导致裂缝问题发生。
这是因为,混凝土在凝固的时候,其表层会产生拉力。
然而,如果这个拉力大于抗拉强度的极限数值,那么就会产生裂缝。
1.3 地基变形原因如果桥梁工程的地基出现问题,比如说发生沉降或者位移的情况,那么也会导致桥梁结构出现裂缝。
这是因为,当地基出现上述情况的时候,会对桥梁结构的内部产生附加应力。
而如果附加应力超过了混凝土本身的抗压能力,自然而然就会产生裂缝。
之所以会出现地基变形的原因,主要是因为前期的勘察工作出现问题,对于地基没有进行详细的勘察,导致施工出现问题。
当然,也有可能是因为桥梁工程的设计问题,导致不同部位承载的荷载力有着较大差异,因此导致地基出现问题。
桥梁结构产生裂缝的原因分析及解决措施
引言
桥梁结构是现代基础设施的核心组成部分。
然而,由于各种原因,桥梁结构可能会出现裂缝问题。
本文将对桥梁结构产生裂缝的原因进行分析,并提出相应的解决措施。
原因分析
1. 设计问题:不合理的设计参数、未考虑到工程环境等因素,可能导致桥梁结构的应力分布不均匀,从而引发裂缝问题。
2. 材料问题:桥梁结构所使用的材料质量不符合标准要求,或者材料使用过程中存在损坏、老化等情况,都会增加结构出现裂缝的风险。
3. 施工问题:施工过程中存在的操作失误、不当施工方法、施工质量控制不到位等问题,都可能对桥梁结构的稳定性产生影响,导致裂缝出现。
解决措施
1. 加强设计评审:在桥梁结构设计过程中,严格按照规范要求进行参数设定和应力分析,避免设计问题引发裂缝。
2. 材料选择和质量监控:确保桥梁结构所使用的材料符合标准要求,并进行严格的质量监控,避免材料质量问题导致裂缝产生。
3. 施工过程控制:加强施工过程中的质量控制,确保施工操作规范、施工方法科学,并进行必要的监测和测试,及时发现和解决施工问题。
结论
桥梁结构裂缝问题的发生往往由设计、材料和施工等多个因素共同作用导致。
通过加强设计评审、材料选择和质量监控以及施工过程控制,可以有效减少桥梁结构裂缝问题的发生。
重视预防和解决裂缝问题将有助于提升桥梁结构的安全性和使用寿命。
以上是对桥梁结构裂缝的原因分析及解决措施的简要介绍。
希望能为您提供一些参考和帮助。
参考文献:
- Ref 1
- Ref 2。
桥面铺装裂缝原因分析及防治裂缝产生原因分析桥面裂缝原因很多,设计理论的缺陷或假设与实际状态相差太大;未按设计规定、施工规范的要求施工,施工程序和方法不当;自然因素影响,造成质量达不到要求。
下面仅从施工方面分析产生裂缝的原因。
2.1原材料和施工配合比原因2.1.1水泥安定性不合格易产生安定性裂缝即通常所说的龟裂。
2.1.2石料料径过细导致砼增加了水泥用量增大了水泥砼收缩量易导致铺装层产生收缩裂缝。
2.1.3用水量过大,造成坍落度偏大,从而影响砼的早期强度,导致早期强度增长不能抵抗温度、干缩变形产生的应力,而形成裂缝。
顶面未按施工规范进行全面凿毛,冲洗干净,以及浇筑时,附着式振动器移动太快,造成局部未完全振捣密实,导致桥面铺装与梁顶面施工缝接合不实,这些部位也会导致裂缝产生或者造成脱空,在活载作用下进一步造成碎裂。
2.4钢筋网片安装和砼施工方法不当2.4.1钢筋网片未按设计要求放在铺装层中层,接贴梁面安装网片不能起到防裂效果。
2.4.2操作工人在浇筑后过早停止搓平,从而引起铺装层出现干缩裂缝。
夏季施工时,气温较高,砼初凝时间短,给施工带来较大难度,如果砼浇筑推进速度过快,往往砼已初凝而第二遍搓平还未进行,而不进行第二遍搓平正是导致桥面施工质量差,产生裂缝的重要原因。
春秋季施工时,早晚温差较大,空气干燥且温度小,且多有大风,从而导致砼的水分蒸发较快,如没有有效防护措施也会导致砼干缩裂纹产生。
雨季施工,如果覆盖不及时,对刚浇筑而未终凝的桥面铺装层其表面水泥浆将被冲洗掉,从而影响砼质量,而对于刚初凝强度不太高,气温较多时,突然降雨,会造成砼温差较大,进面造成桥面裂缝产生。
上述诸多因素偶然组合,均会造成铺装受到损伤,日久天长桥面铺装裂缝会进一步增生,从而影响桥梁运行质量,导致未竣工就进行返工或运行未久就进行大修。
3、桥面裂缝的预防措施为了消除桥面裂缝的产生,一方面优化设计,完善设计理论,消除因设计不完善而产生裂缝原因,如对不对称边梁增加一定数量抗扭构造钢筋等等。
桥梁裂缝分析.txt求而不得,舍而不能,得而不惜,这是人最大的悲哀。
付出真心才能得到真心,却也可能伤得彻底。
保持距离也就能保护自己,却也注定永远寂寞。
我先说一下关于裂缝方向如果是预应力布置不合理造成的大多是纵向,构造筋不够就会造成横向。
但是很多原因有很多。
找了一篇较好的论文。
至于裂缝宽度请看看规范:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》裂缝计算那块记得是部分预应力容许裂缝宽度是0.1mm,全预应力不允许出现裂缝,钢钢筋混凝土构件是0.2mm。
混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。
混凝土最主要的缺点是抗拉能力差,容易开裂。
大量的工程实践和理论分析表明,几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(<0.05mm),一般对结构的使用无大的危害,可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制。
我国现行公路、铁路、建筑、水利等部门设计规范均采用限制构件裂缝宽度的办法来保障混凝土结构的正常使用。
本文所讨论的仅指后一类裂缝。
近年来,我国交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。
在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。
混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。
其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝,本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结,以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。
混凝土桥梁裂缝种类、成因实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。
混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:一、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。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。
裂缝产生的原因有:1、设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。
结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。
2、施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
3、使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
裂缝产生的原因有:1、在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰,理论计算该处不会存在弯矩,但实际该铰仍然能够抗弯,以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。
2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。
研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。
在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。
因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
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。
次应力裂缝也是由荷载引起,仅是按常规一般不计算,但随着现代计算手段的不断完善,次应力裂缝也是可以做到合理验算的。
例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力,不少平面杆系有限元程序均可正确计算,但在40年前却比较困难。
在设计上,应注意避免结构突变(或断面突变),当不能回避时,应做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。
这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。
但必须指出,如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。
根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征如下:1、中心受拉。
裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向。
采用螺纹钢筋时,裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。
2、中心受压。
沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。
3、受弯。
弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝,并逐渐向中和轴方向发展。
采用螺纹钢筋时,裂缝间可见较短的次裂缝。
当结构配筋较少时,裂缝少而宽,结构可能发生脆性破坏。
4、大偏心受压。
大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件,类似于受弯构件。
5、小偏心受压。
小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,类似于中心受压构件。
6、受剪。
当箍筋太密时发生斜压破坏,沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。
7、受扭。
构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方向展开。
8、受冲切。
沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂,形成冲切面。
9、局部受压。
在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。
二、温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。
温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
引起温度变化主要因素有:1、年温差。
一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,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相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。
我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。
考虑到混凝土的蠕变特性,年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。
2、日照。
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。
由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。
日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因3、骤然降温。
突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行,混凝土弹性模量不考虑折减。
4、水化热。
出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。
施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。
5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。
6、预制T梁之间横隔板安装时,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,若焊接措施不当,铁件附近混凝土容易烧伤开裂。
采用电热张拉法张拉预应力构件时,预应力钢材温度可升高至350℃,混凝土构件也容易开裂。
试验研究表明,由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低,钢筋与混凝土的粘结力随之下降,混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%,抗压强度下降60%,光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%;由于受热,混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。
三、收缩引起的裂缝在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。
在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。
塑性收缩。
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。
塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。
在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。
在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩(干缩)。
混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。
因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。
如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
自生收缩。
自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
炭化收缩。
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。
炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。
研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:1、水泥品种、标号及用量。
矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。
另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大,则混凝土收缩越大,且发生收缩时间越长。
例如,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用量的做法,结果收缩应力明显加大。
2、骨料品种。
骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。