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1、上承式混凝土拱桥拱肋裂缝原因分析GhlnoscIoncoandq'ochnologyRevIew上承式混凝土拱桥拱肋裂缝原因分析刘让汝许俊(上海道桥土木工程科技有限公司上海200092)应用技术-■I[摘要】大跨度混凝土拱桥拱肋采用支架施工拱肋,在冬季施工过程中由于温度变化使钢管支架伸长,顶升使得拱肋产生附加内力,碰上开口的拱肋截面,受力能力较弱,容易产生裂缝,本文着重介绍裂缝产生的原因及处理方法.[关键词]混凝土拱桥温度支架裂缝中图分类号:U44文献标识码:A文章编号:1009—914X(2009)04(a)一0191—01一,麓工介绍(一)施工
2、情况某钢筋混凝土拱桥主跨为120m,结构形式为上承式悬链线箱形拱桥,其矢跨比1/6,拱轴系数m=1.756;主箱为高2m的等截面单箱双室,三腹板支承拱上排架柱排架为全空式三柱结梅桥面结构采用四跨一联的7.8m先张法预应力空心板;两侧辅桥采用2—12m简支板体系拱座采用8根130cm桩承台基础.桥梁设计荷载为公路II级,桥面宽度9.5m.拱肋混凝土施工过程是一个对支架不断加载的过程.为防止支架异常变形,导致破坏拱轴线,遵循"分环,分段浇筑,分环合拢,施工顺序应使支架在混凝士浇筑过程中发生的变形幅度最小,使下环混凝土与上环混凝土共同受力"的原则,根据拱
3、肋的结构体系分为3个浇筑环:底板环,腹板环及顶板环.(二)支架情况全桥钢管立柱布置成l2跨,跨度为8m,9m,10m.支架下部采用巾325×8mm钢管作为主要支撑柱,在万能杆件高度变化处采用双立柱,其余采用单立柱,钢管闻用I12T字钢连接,将32m高的立柱自由长度减少为最大8m,纵向,横向设置剪刀撑确保支架的整体稳定性:钢管立柱上面用N型万能杆件拼成2Ⅲ框架结构,通过横向双[28a槽钢分配粱与立柱连挠N型万能杆件上部用扣件式脚手架的混合结构进行本桥施工.通过空间结构计算软件MIDAs/civilV6.7.1进行支架的结构验算,支架钢管承载力及支架整
4、体稳定性满足要求,地基承载力满足要求.=,曩奠产生(一)拱肋裂缝产生于年气温最低的1月27日拱肋底板,腹板同时合拢,合拢后一个星期,在现场勘测中发现4分点处共8条裂缝清晰可见,裂缝分布沿主桥中心基本对称,南,北侧裂缝位置大体一致,从腹板上缘裂向腹板底,垂直于拱轴线,呈线性;大部分裂缝分布在分段浇筑间隔槽附近,特别是间隔槽下部有钢管支架的区域.3月26日浇筑顶板3—1号工况后观察拱肋裂缝变化情况,发现南一1裂缝处沿已存在的裂缝向上分叉断裂成新的裂缝,同时新增4条裂缝.(二)拱肋裂缝观测根据裂缝的大小,位置,数量等,选择具有代表性的裂缝用刀片画垂直于裂
5、缝的记号,为了更准确的观测裂纹,采用超声波探伤仪和用4O倍手持式刻度显微镜联合使用,对照,观测裂缝变化情况,经过两个月时间对裂缝的观察:2月份,裂缝最大值0.30mm,3月份裂缝最大值为0.2ram.在南一l裂缝处沿已存在的裂缝处设B观测点,向上加剧增宽设A观测点,裂缝宽度为1.2mm,向下分叉断裂成新的裂缝设C观测点,裂缝宽度为0.6mm:对观测数据分析比较,发现昼夜温差大时,温度高时比温度低时裂缝略缩小.三,曩奠最因裂缝基本上是拱肋合拢以后产生的,根据裂缝的分布,走向,宽度,大小,对裂缝原因分析如下5点:(一)腹板的设计原理腹板在拱肋中起构造作
6、用,拱肋施工应全截面合拢并一次落架成桥.但在旅工中是分阶段施工,底板,腹板同时合拢,形成开口薄壁箱,呈u型结构,截面中性轴偏向底板.在拱肋合拢后的一个星期内,白天温度很高,达29℃,晚上打霜,低达一5℃,昼夜温差34℃,钢管支架热胀冷缩,升温使钢管支架急骤膨胀伸长,拱肋腹板上缘钢筋难以承担钢管支架对拱肋产生的拉应力.此部份裂缝表现为位于钢管支架顶,钢管支架与钢管支架间拱肋贯通的受力裂缝.(二)由于底板和腹板浇筑混凝土后没有采取保温,保湿措施,此时段属于混凝土初凝期,混凝土收缩徐变比较明显;昼夜温差较大,外界影响造成腹板出现部分裂缝,此部份裂缝表现为
7、位于腹板上缘细小的,网状的,非开口的收缩裂缝,此部份裂缝受大气水份,温度,目照等影响呈现时隐时现的规律.此现象在理论计算中难以精确估算,只能在整体结构安全中控制.(三)拱肋在分段浇筑中龄期不同,产生裂缝;此部份裂缝表现为位接头处的贯通裂缝,特别是合拢段间隔槽的两端头,接缝处.(四)采用商品混凝土,从搅拌场到施工现场需要1个半小时,混凝土搅拌,运输时问过长,引起混凝土塌落度过低,使混凝土出现不规则的收缩裂缝.(五)顶板3-1工况浇筑后已浇顶板区域闭合,拱肋截面形成刚性截面,由于混凝土收缩作用,新浇的混凝土与底板,腹板开口薄臂箱已存裂缝由于升温加剧裂缝
8、,此部份裂缝表现为南一1,北一19.四,曩奠处理(一)支架是引起拱肋裂缝的主要因素,支架存在一天,支架对拱肋的危害就多一天
