大体积混凝土后期裂纹成因分析.pdf

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1、64世界桥梁20l5，43(4)大体积混凝土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38in钢一混结合梁悬索桥北岸重力式锚碇为背景，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I夕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

2、效应；膨胀卉】中图分类号：U443．24；U441．5文献标志码：A文章编号：167l一7767(2015)04—0064—05l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鲜。温度裂缝是很多大体积混凝土工程的“通病”，给工程带来了严重影响，长期困扰着工程界的设计、施工等人员，因此，大体积混凝土的温度控制问题越来越引起人们的重视。我国很多学者已对大体积混凝土温度控制作了研究，参考文献[1]中全面阐述单位：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[2]、[3]图1北岸锚碇底板和填芯指

3、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，位于基础顶面，左、右各一个。散索鞍支墩平面呈不规则梯自生应力和约束应力。对大体积混凝土的开裂现象形，高4．08m，顺桥向长8．99m，横桥向宽9．0m，进行控制，必须探明引起其开裂的主要原因。本文以某钢一混结合梁悬索桥的重力式锚碇为背景，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。锚碇压重块设计成“==)”形，长21．5m，宽37．0m，高6．6～7．3m，中间设置宽2．0m的后浇带，压因，为同类工程提供参考，避免发生类似开裂现象。重块结构如图3

4、所示，压重块采用C30混凝土浇筑，后浇带采用C30微膨胀混凝土浇筑。2工程概况某长江大桥全长3229．681I-D-，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所示。在整个温控过程中，南岸承台、塔座、锚块和北838m钢一混结合梁悬索桥。北岸锚碇位于西坝岸锚碇底板、填芯、锚块、散索鞍支墩等各浇筑分块上，采用重力式锚碇，锚碇基础采用外径63m，壁厚混凝土内部最高温度、里表温差等主要温控指标基1．2m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬支本满足规范要求。在整个浇筑养护期间，南岸承台、护结构。锚碇底板为钢筋混凝土结构，截面为R一塔座、锚块和北岸锚碇底板、填芯、锚块、散索

5、鞍支墩26．8m的圆形，采用C30微膨胀混凝土浇筑。底板等各浇筑分块混凝土均未出现温度裂缝。到地下连续墙顶采用混凝土进行填充，填芯为顶面R一27．8m、底面为R一28．8m的变截面圆形混凝3后期裂纹现象土结构，填芯采用C30混凝土浇筑。北岸锚碇底板北岸锚碇主体混凝土浇筑于2014年9月施工和填芯如图1所示。收稿日期：2015—04—13作者简介：陈国祥(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@qq．corn)。大体积混凝土后期裂纹成因分析陈国祥65TTT●上高温持续时间开始时起，至停止通循环水时间段内的里表温

6、差。出现裂缝，并有逐渐扩展趋势，裂缝分布示意如图4}堕{L!l旦一望L熘所示。2015年1月经详细排查，总计发现北岸锚碇及塔座有66处裂缝，裂缝宽度大部分(47处)在0～0．2mm；12处裂缝宽度在0～0．3mill，裂缝编号899为：2、4、19、28、31、32、44、45、48、52、57、59；7处裂(a)侧立面缝宽度在0～1Inm，裂缝编号为：15、16、23、24、29、90030、6O。L'—呈!．}1．里．I韪医亚](b)正面(c)平面单位：Cm(b)压重块前端立面图2散索鞍支墩结构。～l／3700l豇匿醯翻日卫(d)压重块后端立面rI}0压重块2上游(

7、1下游)(a)压重块平面59：∞压重块l上游(2下游)：—。-一●580，器24749．623．5．’3678．4’(a)侧立面(c下黍游蒜侧立面墙、支墩(e内滴侧妻丑警咖、侧墙(f)压重块、侧墙、支墩(g)下游支墩、侧墙上游侧立面内侧立面单位：cnl图4北岸锚碇裂缝分布示意4大体积混凝土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)]／2平面单位：cm初步认为混凝土的水化热控制得当，施工过程中降温措施等温控合理。引起并导致大体积混凝土开裂图3压重块结构完成，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与内外温差