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界桥2015,43(4
大体积混凝士后期裂纹成因分析
陈国祥
(中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉430050)
摘要:为减小大体积混凝土后期裂纹的产生,以某38m钢一混结合梁悬索桥北岸重力式错碇为背景,对造成后期裂缝的成
因进行分析。分析结果显示:分层龄期差造成上层混凝土的收缩受到下层混凝土的约束,从而使上层混凝土的底部承受较大
的拉应力;外部温度在短时间内降低时产生的冷击效应导致混凝土表面产生附加拉应力;混凝土自身的收缩是由于混凝土膨
胀剂掺量不足;结构自身抗温变构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。
关键词:悬索桥;锚碇;大体积混凝土;后期裂纹;成因;龄期;冷击效应;膨胀剂
中图分类号:U43.24;U41.5
文献标志码:A
文章编号:1671-7767(2015)04-0064-05
1引言
随着现代工程建设的发展,大体积混凝土结构
在建筑工程、水工坝体和桥梁建设中的应用屡见不
填芯5上游(5下游)N
鲜。温度裂缝是很多大体积混凝土工程的“通病”
填芯
给工程带来了严重影响,长期困扰着工程界的设计、
+40.20m
施工等人员,因此,大体积混凝土的温度控制问题越
底板垫层
来越引起人们的重视。我国很多学者已对大体积混
5360
5760
凝土温度控制作了研究,参考文献[]中全面阐述
単位:cm
了大体积混凝土结构温度场、温度应力的计算方法
和控制温度防止裂缝的工程措施;参考文献[21、[3
图1北岸锚碇底板和填芯
指出,在大体积混凝土的浇注和养护过程中,会产生
锚碇散索鞍支墩为钢筋混凝土结构,位于基础
自生应力和约束应力。对大体积混凝土的开裂现象顶面,左、右各一个。散索鞍文墩平面呈不规则梯
进行控制,必须探明引起其开裂的主要原因。本文形,高4.08m,顺桥向长8.99m,横桥向宽9.0m,
以某钢一混结合梁悬索桥的重力式错碇为背景,对散索鞍支墩结构如图2所示,采用C40混凝土浇
施工完成后陆续出现裂纹的现象进行研究,总结原筑。锚碗压重块设计成“つ”形,长21.5m,宽37.0
因,为同类工程提供参考,避免发生类似开裂现象。
m,高6.6~7.3m,中间设置宽2.0m的后浇带,压
重块结构如图3所示,压重块采用C30混凝土浇
2工程概况況
筑,后浇带采用C30微膨胀混凝土浇筑
某长江大桥全长3229.681m,其中主桥采用
北岸锚碇各浇筑块主要实测温控参数如表1所
838m钢一混结合梁悬索桥。北岸锚碇位于西坝示。在整个温控过程中,南岸承台、塔座、铺块和北
上,采用重力式锚碇,锚碇基础采用外径63m,壁厚岸锚碇底板、填芯、块、散索鞍支墩等各浇筑分块
1.2m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬支混凝土内部最高温度、里表温差等主要盪控指标基
护结构。错碇底板为钢筋混凝土结构,截面为R
本满足规范要求。在整个浇筑养护期间,南岸承台、
26.8m的圆形,采用C30微膨胀混凝土浇筑。底板塔座、铺块和北岸锚碇底板、填芯、铺块、散索鞍支墩
到地下连续墙顶采用混凝土进行填充,填芯为顶面等各浇筑分块混凝土均未出现温度裂缝。
R=27.8m、底面为R=28.8m的变截面圆形混凝
土结构,填芯采用C30混凝土浇筑。北岸错碇底板3后期裂纹现象
和填芯如图1所示
北岸锚碇主体混凝土浇筑于2014年9月施工
收稿日期:2015-04-13
作者简介:陈国样(1965~),男,高级工程师,2003年毕业于中南大学桥梁工程专业(E-mail:691445110@q.com)。
大体积混凝土后期裂纹成因分析陈国样
65
表1北岸碇各浇筑埉主要实测温控参数
到达最高
降温速率
部位
浇筑日期
最高温度/℃
温时/h
里表温差/℃通水时间/d
填芯5下游块
2014-7-17
59,4
0.1~2,0
11.1~22.6
填芯5上游块
2014ー7-29
59.8
13.2~17.9
散支墩1下游块
2014-8-5
59.5
1,4~8.3
8,2~16
散支邀1上游块
201生-8-9
59.0
11.9~21.9
散支墩2下游块
2014~8-15
59.1
7、7-17、4
压重块1下游块
2014-8-16
59.6
1.2~1.9
散支墩2上游块
20148-20
1.8~2.0
3.8~13.8
压重块1上游块
2014-824
59.6
14,1~20.
压重块2下游块
59.0
0.5~~2,0
15.4~22,5
压重块2上游块
2014-9-6
59.1
注:降温速率是指混凝土内部测点从最高温持续时间结束时起,至停止通循环水这段时间内的每相邻24h的降温速率;里表温差是指从最
高温持绫时间开始时起,至停止通循环水时间段内的里表温差
1854123.284-2004
出现裂缝,并有逐渐扩展趋势,裂缝分布示意如图4
へ散支2下游
1852-284-20040
?上游)"?
所示。2015年1月经详细排查,总计发现北岸锚碇
及塔座有6处裂缝,裂缝宽度大部分(47处)在0
散支域1下游(1上游)入
0.2mm;12处裂缝宽度在0~0.3mm,裂缝编号
为:2、4、19、28、31、32、44、45、48、52、57、59;7处裂
(a)侧立面
900
缝宽度在0~1mm,裂缝编号为:15、16、23、24、29、
30、60。
899
2475
1900
(b)正面
(c)平面单位:cm
)压重块前端立面
图2散索鞍支墩结构
700
3098,4
2442.9
?[f-?g
3670
(d)压重块后端立面
压重块2上游(1下游)
(a)压重块平面
压重块1上游(2下游
39404142
Rr?
3
580
2474.9
623.5
8981251
3678,4
()压重块、侧墙、支墩
(e)上游支墩、侧墙
(a)侧立面
下游侧立爾
内侧立面
3678.4
52
2442.9
i6_1666
24
(f)压重块、侧墙、支墩
(g)下游支墩、侧培
上游侧立面
内侧立面
压重块2上游(1下游)
单位
图4北岸锚碇裂缝分布示意
压重块后浇带
4大体积混凝士后期裂纹成因分析
考虑到在施工期和养护期均未出现裂纹,因此,
(b)1/2平面
单位:cm初步认为混凝土的水化热控制得当,施工过程中降
图3压量块结构
温措施等温控合理。引起并导致大体积混凝土开裂
完成,浇筑养护期间未发现明显裂缝。施工完成后的原因归根结底