工学工程建筑毕业论文 桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因及其控制措施

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学工程建筑论文题目：桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因及其控制措施指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要：随着国家建设投资的发展，市政工程的投入进一步加大，各类桥梁在市政工程的应用日益广泛，大体积混凝土在桥梁结构中应用的越来越多，而且主要应用于主要受力部分，但是，相应暴露出来的问题也越来越多，其中，大体积混凝土的裂缝问题，尤为突出。本文通过现场施工管理，从设计，施工的角度，分析了造成桥梁结构中大体积混凝土裂缝的原因，并提出如何预防，检查和处理大体积混凝土裂缝的主要的技术措施。关键词：桥梁

2、工程大体积混凝土裂缝原因控制0引言在桥梁建造和使用过程中，大体积混凝土裂缝经常出现。大体积混凝土的裂缝是由于大体积混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的。一般正常大气条件下，荷载组合I作用下宽度小于0.2mm的裂缝，荷载组合Ⅱ、Ⅲ作用下宽度小于0.25mm的裂缝以及处于严重暴露情况下，宽度小于0.1mm的裂缝都属于正常的工作裂缝。超出以上范围的裂缝属于非正常裂缝，终究会影响结构物的耐久性。并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但会影响大体积混凝土表面的美观、减小钢筋的大体积混凝土保护层厚度，而且易引发大体积

3、混凝土面层剥落，加速钢筋的锈蚀，降低大体积混凝土的抗冻性及耐久性，严重时甚至发生垮塌事故，所以必须加以控制。1混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升；以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋。因此，拉应力要由混凝土本身来承担。1.1荷载引起的裂缝大体积混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、

4、次应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。产生原因有：①对结构进行计算时，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；结构设计未考虑施工的可行性，设计截面不足；钢筋设计偏少或布置错误，结构刚度不够等。②施工时不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图施工、擅自更改结构施工顺序、改变结构受力模式；未对结构作疲劳强度验算等。③在使用阶段，超过设计荷载的重型车辆过桥、车辆撞击、发生大风、大雪、地震、爆炸等。1.2温度变化引起的裂缝混凝土具有

5、热胀冷缩的性质，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。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性，深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一，受温度变化的影响热细冷宽。1.3收缩引起的裂缝大体积混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的，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，另外还有自身收缩和碳化收缩。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水分的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面产生毛细管张力，混凝土自体收缩

6、所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而产生裂缝。收缩引起的裂缝是不规则斜裂缝，在钢筋以上，似龟纹，常开始出现在现浇混凝土后数周或数月之间。1.4地基基础变形引起的裂缝基础不均匀沉降的主要原因有：1.4.1由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部混凝土变形受约束而产生裂缝。1.4.2由于重力作用使混凝土中较重颗粒下沉而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。1.5钢筋锈蚀引起的裂缝由于大体积混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子

7、含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。1.6冻胀引起的裂缝当大气温度低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9％，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冰水(结冰温度在一78℃以下)在微观结构中迁移和重分布，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，导致裂缝出现。2大体积混凝土裂缝的控制措施2.1掺加外加料和外加剂在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可

8、以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，减少水泥