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溫度變化引起的橋梁裂縫

  
評論: 更新日期:2011年01月24日

 混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中,溫度應(yīng)力可以達到甚至超出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有:

  1、年溫差。一年中四季溫度不斷變化,但變化相對緩慢,對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移,一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào),只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫,例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度??紤]到混凝土的蠕變特性,年溫差內(nèi)力計算時混凝土彈性模量應(yīng)考慮折減。

  2、日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后,溫度明顯高于其它部位,溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用,導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大,出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。

  3、驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降,但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫內(nèi)力計算時可采用設(shè)計規(guī)范或參考實橋資料進行,混凝土彈性模量不考慮折減。

  4、水化熱。出現(xiàn)在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內(nèi)部溫度很高,內(nèi)外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料入模溫度,降低內(nèi)外溫差,并緩慢降溫,必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱,或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。

  5、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當,混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。

  6、預(yù)制T梁之間橫隔板安裝時,支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時,若焊接措施不當,鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱張拉法張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時,預(yù)應(yīng)力鋼材溫度可升高至350℃,混凝土構(gòu)件也容易開裂。試驗研究表明,由火災(zāi)等原因引起高溫燒傷的混凝土強度隨溫度的升高而明顯降低,鋼筋與混凝土的粘結(jié)力隨之下降,混凝土溫度達到300℃后抗拉強度下降50%,抗壓強度下降60%,光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)力下降80%;由于受熱,混凝土體內(nèi)游離水大量蒸發(fā)也可產(chǎn)生急劇收縮。

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