高墩大跨连续刚构混凝土裂缝的预防和施工控制ppt课件

1、老庄河特大桥预应力混凝土老庄河特大桥预应力混凝土裂痕的预防和施工控制裂痕的预防和施工控制 中铁四局黄延高速公路工程经理部中铁四局黄延高速公路工程经理部二五年六月十五日二五年六月十五日一、工程概略一、工程概略黄延高速公路老庄河特大桥位于陕北黄土高原南部洛川县境内，桥址处沟壑纵横，地形崎岖。该桥桥跨布置为95m+4170m+95m，为预应力混凝土变截面延续刚构桥，最高墩身105m。老庄河特大桥由左右分别的两个单箱单室截面组成，主梁跟部高度9m，每个T形刚构由22个对称悬灌块段，块段长度从3.0m4.0m逐渐伐整，梁段高度从9m3.2m逐渐变化。箱梁底板宽6.5m，顶板宽12m，翼缘板悬臂长2.75

2、m；箱梁端部设内横隔板外，其他部位均不设内横隔板。箱梁分别设纵向、横向、竖向三向预应力，纵向预应力钢绞线束有22j15.24和25j15.24两种，最大长度将近170m。 1、资料缘由呵斥的裂痕、资料缘由呵斥的裂痕 对原资料质量控制不严厉，排除配合比要素外，混凝土用粗细集对原资料质量控制不严厉，排除配合比要素外，混凝土用粗细集料含泥量过大，集料颗粒级配不良，使混凝土内部不均匀密实，存在微料含泥量过大，集料颗粒级配不良，使混凝土内部不均匀密实，存在微间隙，易呵斥混凝土收缩的增大，诱导裂纹甚至裂痕的产生。间隙，易呵斥混凝土收缩的增大，诱导裂纹甚至裂痕的产生。 骨料粒径越细、针片含量越大，水泥等级越

3、高、细度越细、早强骨料粒径越细、针片含量越大，水泥等级越高、细度越细、早强越高等均是导致构造砼产生裂纹的要素，但正常情况下，不会由于其中越高等均是导致构造砼产生裂纹的要素，但正常情况下，不会由于其中的一两项导致裂痕。的一两项导致裂痕。 混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，选用早强型减水混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，选用早强型减水剂或矿渣硅酸盐水泥、快硬水泥，也会相应添加导致裂纹几率。剂或矿渣硅酸盐水泥、快硬水泥，也会相应添加导致裂纹几率。 二、高墩大跨延续刚构混凝土裂痕成因二、高墩大跨延续刚构混凝土裂痕成因2、混凝土配合比设计缘由产生的裂痕、混凝土配合比设计缘由产生的裂痕 设

4、计中水泥等级或种类选用不当。设计中水泥等级或种类选用不当。 配合比中水灰比配合比中水灰比(水胶比水胶比)过大，一方水泥用量越大、用水量越高，过大，一方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。 配合比设计中砂率、水灰比选择不当呵斥混凝土和易性偏向，导配合比设计中砂率、水灰比选择不当呵斥混凝土和易性偏向，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，添加收缩值。致混凝土离析、泌水、保水性不良，添加收缩值。 配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。 3、施工及现场养护缘由、施工及现场养护缘由 混凝土浇筑

5、的匀质性可减少裂痕的产生，特别是泵送工艺的运用，混凝土浇筑的匀质性可减少裂痕的产生，特别是泵送工艺的运用，为保证特大桥梁部重点部位混凝土质量，一方面思索施工速度等缘由外，为保证特大桥梁部重点部位混凝土质量，一方面思索施工速度等缘由外，另一主要缘由是尽量保证浇筑混凝土的匀质性。在现场浇筑混凝土时，另一主要缘由是尽量保证浇筑混凝土的匀质性。在现场浇筑混凝土时，如振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的如振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂痕的产生。密实性和均匀性，诱导裂痕的产生。 大体积混凝土浇注，对水化热计算误差、现场混凝土降温及

6、保温大体积混凝土浇注，对水化热计算误差、现场混凝土降温及保温任务不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温任务不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂痕。度裂痕。 高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。 对大体积混凝土工程，短少两次抹面，易产生外表收缩裂痕。对大体积混凝土工程，短少两次抹面，易产生外表收缩裂痕。 现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂痕。现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂痕。 现场模板撤除不当或拆模过早引起拆模裂痕。 现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起

7、混凝土张拉裂痕。 高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。 对大体积混凝土工程，短少两次抹面，易产生外表收缩裂痕。 现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂痕。 4、构造应力产生的裂痕 块段之间横向裂痕块段之间的横向裂纹，普通是由于块段接茬混凝土的结合强度偏低，或挂篮下沉量过大呵斥的，或块段接茬不平顺呵斥的，表现如下： 块段接茬混凝土的结合强度偏低，是由于混凝土外表凿毛不彻底，或新浇筑混凝土水分向老混凝土过多分散水分，产生干裂裂痕。 在混凝土浇筑过程中，挂篮下沉量过大，对已初凝混凝土呵斥扰动，降低接茬混凝土强度，产生裂痕。 块段接茬不平顺，构成错台景象，构成应力集中部位，产生

8、裂痕。 在1/4跨度附近斜向裂痕 这种裂痕普通是由于剪应力过大，主拉应力超越混凝土的抗拉强度而呵斥的，有时也与构造钢筋的布置有关。当荷载增大时，裂痕会逐渐向受压区开展。在开裂严重的情况下，裂痕能够沿腹板贯穿。 腹板下弯束位置贯穿裂痕 这种裂纹普通是由于预应力或截面尺寸设计不合理，导致混凝土压应力过大，腹板的抗剪强度偏低呵斥，有也与施工质量有关。 纵向预应力锚下位置纵向贯穿裂痕纵向预应力锚下位置纵向贯穿裂痕 这种裂纹普通是由于预应力设计吨位过大或截面尺寸不合理，锚下混这种裂纹普通是由于预应力设计吨位过大或截面尺寸不合理，锚下混凝土应力过于集中呵斥的，有时也与施工质量有关。凝土应力过于集中呵斥的，

9、有时也与施工质量有关。 底板纵向预应力齿板位置的腹板斜向裂痕底板纵向预应力齿板位置的腹板斜向裂痕 这种裂纹普通是由于设计不合理呵斥，底板纵向预应力与腹板预应力这种裂纹普通是由于设计不合理呵斥，底板纵向预应力与腹板预应力布置时，构成集中力后的混凝土受拉区应力叠加，构成斜向裂痕。布置时，构成集中力后的混凝土受拉区应力叠加，构成斜向裂痕。 合拢段横向收缩裂痕合拢段横向收缩裂痕 这种裂痕普通是由于混凝土在边境混凝土约束条件下，混凝土在空气这种裂痕普通是由于混凝土在边境混凝土约束条件下，混凝土在空气中水化收缩，构成沿块段接茬处的收缩裂纹。中水化收缩，构成沿块段接茬处的收缩裂纹。 以下为几种常见裂纹图片：

10、以下为几种常见裂纹图片：1/4跨主拉应力引起的裂痕 腹板下弯束贯穿放射裂痕 1、资料选择和混凝土配合比设计方面缘由产生的裂痕的预防和施工、资料选择和混凝土配合比设计方面缘由产生的裂痕的预防和施工控制控制 根据构造的要求选择适宜的混凝土强度等级及水泥种类、等级，根据构造的要求选择适宜的混凝土强度等级及水泥种类、等级，尽量防止采用早强高水化快的水泥。所选用秦岭牌尽量防止采用早强高水化快的水泥。所选用秦岭牌P.O52.5R水泥物化数水泥物化数据为：据为：C3S含量平均为含量平均为4852，C3A含量平均为含量平均为67, C2S含含量平均为量平均为2127,其主要矿物成分含量适宜配制延续刚构梁部的混

11、凝其主要矿物成分含量适宜配制延续刚构梁部的混凝土。土。 选用级配优良的砂、石原资料，含泥量符合规范要求选用级配优良的砂、石原资料，含泥量符合规范要求,所选用集料所选用集料的碱活性检测试件膨胀率为的碱活性检测试件膨胀率为0.08，为非活性集料。，为非活性集料。 三、老庄河特大桥裂纹预防与施工控制三、老庄河特大桥裂纹预防与施工控制 积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目的已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的任务性能和降低混凝土本钱的作用，但要坚决防止运用早强型外加剂。 配合比设计人员应深化施工现场，根据施工现场的浇捣工艺、操作程度、构件截面等情

12、况，针对现场的砂、石原资料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护任务。杜绝含泥量、风化石、山皮等含量超标的地材进场；为保证水泥活性稳定，在有限的场地中力争添加库房面积以增长水泥库存时间；尤其从消费源头加强外加剂的质量控制，保证外加剂的有效减水成分必需为萘系与氨基磺酸盐复合物、缓凝成分必需为三聚磷酸钠与聚乙烯醇、引气成分必需为松香热聚物，防止混入其它廉价替代品添加质量隐患。 正确掌握好昆凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发思索到不同种类、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应经过大量的实验确定膨胀剂的最正确掺量。 对配合比试配终了的混凝土进展抗裂性实验 ，如以下图： 混凝土弹性模量的

13、早期开展 见以下图：2、施工及现场养护缘由产生的裂痕的预防和施工控制、施工及现场养护缘由产生的裂痕的预防和施工控制 浇捣任务：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落浇捣任务：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，防止过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹度正确掌握振捣时间，防止过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。 混凝土养护：在混凝土裂痕的防治任务中，对新浇混凝土的早期混凝土养护：在混凝土裂痕的防治任务中，对新浇混凝土的早期养护任务尤为重要。以保证混凝土在早期尽能够少产

14、生收缩。主要是控养护任务尤为重要。以保证混凝土在早期尽能够少产生收缩。主要是控制好构件的潮湿养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水制好构件的潮湿养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为养护。养护时间为1428天。天。 混凝土的降温暖保温任务：对于厚大体积混凝土，施工时应充分思混凝土的降温暖保温任务：对于厚大体积混凝土，施工时应充分思索水泥水化热问题。采取必要的降温措施索水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等埋设散热孔、通水排热等)，防止水化热顶峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄防止水化热顶峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，

15、应采取必要的蓄水保温措施，外表覆盖薄膜、湿麻袋等进展养护，以防止由于混凝土内水保温措施，外表覆盖薄膜、湿麻袋等进展养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂痕。老庄河特大桥箱梁外温差过大而引起的温度裂痕。老庄河特大桥箱梁0号块均属大体积混号块均属大体积混凝土，凝土，0号块部分施工主要集中在冬季，经过冬季施工措施保证混凝土号块部分施工主要集中在冬季，经过冬季施工措施保证混凝土浇筑温度及养护条件，养护期间外部温度控制在浇筑温度及养护条件，养护期间外部温度控制在5以上，经过模拟以上，经过模拟0号号块构造尺寸实测混凝土水化热产生的内部温度过高块构造尺寸实测混凝土水化热产生的内部温度过高(到达到达

16、75)，见图，见图3所所示。内外温差太大，易呵斥裂纹，需采取内部降温方法，在征得设计部示。内外温差太大，易呵斥裂纹，需采取内部降温方法，在征得设计部门赞同后添加门赞同后添加4层循环水冷却系统，保证混凝土内外温差控制在层循环水冷却系统，保证混凝土内外温差控制在23以以内，内，7日后混凝土的强度及弹性模量到达设计规范后方可不再养护。日后混凝土的强度及弹性模量到达设计规范后方可不再养护。 混凝土的降温暖保温任务：对于厚大体积混凝土，施工时应充分思索水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，防止水化热顶峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，外表覆盖薄膜、湿麻

17、袋等进展养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂痕。老庄河特大桥箱梁0号块均属大体积混凝土，0号块部分施工主要集中在冬季，经过冬季施工措施保证混凝土浇筑温度及养护条件，养护期间外部温度控制在5以上，经过模拟0号块构造尺寸实测混凝土水化热产生的内部温度过高(到达75)，见附图所示。内外温差太大，易呵斥裂纹，需采取内部降温方法，在征得设计部门赞同后添加4层循环水冷却系统，保证混凝土内外温差控制在23以内，7日后混凝土的强度及弹性模量到达设计规范后方可不再养护。 实测混凝土最高温升体积为1.2*1.2*1.2m3 防止在雨中或大风中浇灌混凝土 夏季应留意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养

18、护，必要时经实验可采用冰块，以降低混凝土原资料的温度。尽量降低混凝土的入模温度，以期降低混凝土水化速率且使水化可以均匀进展。 3、构造应力产生的裂痕的预防和施工控制 块段之间横向裂纹的预防和施工控制 对于块段接茬混凝土结合强度偏低呵斥的裂痕，首先，在混凝土到达规定强度后进展接茬混凝土外表凿毛，去除浮浆和松散层，添加结合性能；其次，在浇筑新混凝土前，向已浇筑混凝土洒水潮湿，减少接茬面混凝土的干湿变化，使接茬处混凝土具有坚持较好的保湿性。 对挂篮下沉量过大呵斥的裂痕，首先，在挂篮的设计阶段，提高挂篮刚度，减小下挠度，老庄河特大桥挂篮在175t的设计荷载下，最大下挠度为17mm，可以满足裂痕控制要求

19、；其次，在挂篮的运用阶段，挂篮的节点和支撑部位要求受力简单、明确，不得在混凝土浇筑过程中发生忽然的沉降。 块段接茬不平顺呵斥的裂痕，在混凝土表抹面时，确保接茬平顺。 在1/4跨度附近斜裂痕的预防和施工控制 由于延续的混凝土构造存在次内力的再分配问题，施工过程中的影响要素很多，在裂痕出现后要准确找出缘由比较困难。在设计时首先合理确定中、边跨比，加强1/4跨度处的剪应力和主拉应力检算，适当添加箍筋的配置，对延续构造的竖向预应力筋，要充分思索有效预应力的作用效果。 施工时，在腹板的下弯束端头添加闭合箍筋，添加混凝土的抗剪才干；混凝土的张拉强度要求到达设计强度，同时要求混凝土在张拉时，混凝土的弹性模量

20、到达设计规范要求；在确定下弯束张拉顺序，由常规的先纵向、后竖向、最后横向的顺序，变为先竖向、后纵向、最后横向的顺序，张拉下弯束前，预先提供部分抗剪力。 纵向预应力锚下位置纵向贯穿裂纹的预防和施工控制 设计时，在布置锚下螺旋钢筋的同时，添加了锚下钢筋网片。施工时，准确安装锚下螺旋钢筋和锚下钢筋网片，同时，锚下混凝土要求振捣密实。 底板纵向预应力齿板位置的腹板斜向裂痕预防和施工控制 在设计腹板下弯束的锚固端和底板纵向预应力锚固端布置时，防止集中力后的混凝土受拉区应力叠加，构成斜向裂痕，同时，增大了齿板钢筋的直径，加强底板纵向预应力的锚固性能。 合拢段横向收缩裂痕预防和施工控制合拢段横向收缩裂痕预防和施工控制合拢段横向裂痕是一种收缩裂痕，首先，在合拢段混凝土的浇筑时段合拢段横向裂痕是一种收缩裂痕，首先，在合拢段混凝土的浇筑时段选定时确定在一天的最低温度时段，即夜晚的选定时确定在一天的最低温度时段，即夜晚的1：003：00，随着混凝，随着混凝土的凝固，混凝土出现收缩特性，空气温度升高，对混凝土的收缩进展土的凝固，混凝土出现收缩特性，空气温度升高，对混凝土的收缩进展部分补偿；其次，在合拢段混凝土配置时，掺入适当的微膨胀剂，补