斜拉桥塔下横梁腹板裂缝成因分析

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1、漏梁瑟星一一一⑧斜拉桥塔下横梁腹板裂缝成因分析夏灵,方志,许健合乐中国有限公司摘要以某斜拉桥为研究对象,针对该桥东侧塔下横梁腹板开裂的现象,采用板壳有限元法,从施工中结构受力状况、裂缝分布特征、几何形状以及贯通情况等方面,分析了塔下横梁腹板出现裂缝的原因,并从设计和施工的角度为西侧塔下横梁的施工提出改进措施。关键词斜拉桥塔下横梁腹板裂缝塔下横梁设计及施工概况平分布钢筋为直径,间距,均为上下两层设计概况钢筋网。墙板钢筋分内外两层钢筋网,水平钢筋直径某斜拉桥塔下横梁长,宽,高,混,间距竖向钢筋直径,间距凝土强度等级为。横梁顶、底板

2、厚,腹板厚。因下横梁分三次浇筑,施工缝处设直径,横梁中设道厚的隔板。横梁分次浇筑,,间距防裂钢筋层。第一次浇筑高度第二次浇筑高度第三次浇施工概况筑高度。整个下横梁设束一尸钢绞第一次浇筑混凝土数量包括塔柱混凝土线见图,第一次混凝土强度达到设计强度以,历时。混凝土设计坍落度是士上时张拉根底板束待第三次混凝土强度达到设计,实测值分别为、、、强度以上时张拉根顶、底板束和弯起束。、。第一次预应力张拉前,监理抽查混凝土抗压强度均值为,大于设计强度要求。在解除两塔柱、侧目日一一一飞弓奋书兰日间的临时水平推力后,对称张拉根底板束,预可降汰。声

3、孤土应力伸长量偏差均值在规范士要求范围内。一,一月第二次浇筑混凝土数量”,历时。混凝曰一闻土设计坍落度实测值分别为、、。‘占,佃工,第三次浇筑混凝土数量,,历时。混巨二脚『‘卜叶如一一叫画走,如峭洲凝土设计坍落度实测值分别为、、、。一一第二次预应力张拉前,监理抽查混凝土抗压强度一均值为,大于设计强度要求。对称张拉根顶、底板束及弯束,预应力伸长量偏差均值在规范士「〕一」一要求范围内。日盆二南、,走画冷的’山‘,价伸门匡口、甘「’冲,’门目裂缝基本情况及特征施工模板拆除完毕后,在随后的检查中发现下横图塔下横梁构造及预应力布里图梁第

4、二次浇筑的腹板上出现裂缝。裂缝分布情况及位下横梁顶、底板主筋直径仄「,间距泉,水置详见图。收稿日期一一、上吟么峨⑧一一‘一支承考虑,整体计算模型和下横梁处的剖视图分别如图一所示。叔公铸今移畔‘二门笋彬共拱私粼俐滩斜洋南肛塔,目胜洲尸一‘一’嘎“卜,侧吐一”、、南塔、而理,‘,吐护,卢护贾日场,叫‘止峨戊幸军车川‘仁车,藻呈寸弓,泽,’‘‘石压日卜衬,,尸巨‘明,创,飞几口二,川吐尹产尸二“卜‘,触。门了、夏图塔下横梁东侧和西侧裂缝示意图图计算模型下横梁东侧第二次混凝土上有裂缝条,最长为,最短为,第三次混凝土上有裂缝条,最长为,

5、最短为第一次混凝土上没有发现裂缝缝宽在一左右。下横梁西侧第二次混凝土上有裂缝条,最长为,最短为,第三次混凝土上有裂缝条,最图下横梁处剖视图长为,最短为第一次混凝土上没有发现裂缝缝宽在一左右。计算结果根据施工单位提供的资料,按实际的施工顺序和裂缝成因有限元分析时间建立施工阶段模型,模拟下横梁的形成过程,得到裂缝成因初步剖析不同施工工况和施工阶段腹板外侧最大拉应力见根据裂缝产生的部位和分布特征初步推断其原因表。有如下几种表施工阶段横梁腹板外侧最大拉应力混凝土的收缩。第一次混凝土浇筑完,预应力张拉与第二次混凝土浇筑间距时间较长相差,

6、施工阶段张拉第一第二次混凝第三次混凝张拉第二批钢束土浇筑土浇筑批钢束第二次混凝土浇筑后又未进行预应力张拉直到第三次混凝土浇筑到拆模近,致使第二次混凝土产生张拉第一批预应力束较大的收缩拉应力第二次混凝土浇筑完成施工过程中的箱室内外温差。处于夹模施工第三次混凝土浇筑完成,中的横梁在第二次混凝土浇筑及第三次混凝土浇注均张拉第二批预应力束会因内外壁温差引起腹板外侧的拉应力第二节段混凝土。硬化温差。即因水化热效应产生的早期温度收缩效应℃热裂缝,亦即大体积混凝土浇注时,新浇注混凝土受已箱室内外温差效应℃浇终凝后的混凝土的约束作用从而在表面

7、产生拉硬化温差效应℃一应力。组合工况计算模型注表中数值以受拉为正,受压为负。为分析上述各可能因素对于裂缝形成的影响,采用有限元软件对下横梁进行施工过程分析。塔柱和横由上表可知梁均采用板单元模拟,横梁腹板内的预应力束采用梁在施工过程中,如不考虑温差、水化热等效应,单元模拟。边界条件为塔底固结,横梁下支架按弹性塔柱与下横梁结合区域拉应力较大,浇筑第三次混凝上唱么味、一一一一⑧土后,最大值达到,而出现大量裂缝的横梁适当增加缓凝剂,以控制混凝土的初凝时间在腹板,则基本处于受压状态。原一左右。混凝土收缩按降温℃考虑在第二次浇筑加强混凝土

8、的养护措施,具体如下的腹板上仅产生的拉应力。可见,混凝土收①在已浇筑完成的顶底板混凝土面上覆盖塑料薄缩对结构的影响不大,不足以引起腹板上的大量裂缝。膜十双层麻袋进行保湿保温经分析,这主要是因为构件的有效厚度较大,混凝土的②模板外侧设置。厚塑料泡沫板。厚泡早期收缩并不十分明显。