支架现浇箱梁顶板开裂原因分析

针对某支架现浇箱梁在施工过程中出现的横向裂缝,利用空间实体有限元软件对可能导致裂缝的原因进行了系统分析,分别对支架沉降、混凝土收缩、混凝土水化降温的效应进行分析。分析结果表明,混凝土分批浇筑的收缩差和后浇混凝土水化降温效应是导致背景桥梁出现横向裂缝的主要原因。在此类结构施工过程中,应尽量减小分批浇筑混凝土的收缩差,同时需要对后浇混凝土的入模温度和浇筑时间进行控制,降低混凝土降温收缩产生的约束应力,降低混凝土开裂的风险。     

大体积混凝土后期裂纹成因分析

为减小大体积混凝土后期裂纹的产生,以某38m钢-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;外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。     

大型隧道薄壁混凝土衬砌变形性能研究

大型隧道薄壁混凝土衬砌收缩开裂严重地影响其使用功能和寿命,通过温度应力试验机和平板法试验对衬砌混凝土早期应力和开裂等变形性能进行了测试,探讨了新型膨胀剂和纤维复掺对混凝土衬砌早期塑性开裂性和应力的影响。试验结果表明:掺6%~8%的膨胀剂可有效补偿和减少衬砌混凝土收缩,应力储备提高了25%,降低了隧道混凝土衬砌开裂。     

某悬索桥锚锭大体积混凝土后期裂纹成因分析

与以往的养护期间发生开裂不同,某悬索桥锚锭大体积混凝土结构发生后期裂纹现象。文中在对开裂现象调查的基础上,结合工程经验对其后期裂纹形成原因进行分析,认为其主要原因是:(1)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;(2)外部温度在短时间内降低时导致混凝土表面产生附加拉应力;(3)混凝土自身的收缩,归结为混凝土膨胀剂掺量不足;(4)结构自身抗温构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。     

滨州黄河二桥索塔大体积高强度混凝土施工控制

滨州黄河二桥索塔设计采用C55混凝土，索塔截面尺寸较大，从混凝土配合比设计目标的确定，原材料的选择，混凝土配合比设计，温度应力裂缝控制，抑制碱骨料反应，混凝土生产，浇筑，养护及温控等几方面采取措施，确保工程质量，力求从混凝土配合成材,民合比中掺加粉煤灰进一步提高混凝土密实性，避免温度应力裂缝，抑制碱骨料反应等方面采取措施，提高混凝土的耐久性，但由于索塔混凝土标号较高且为大体积混凝土，虽然采用粉煤灰代替了部分水泥用量，每m^3混凝土中水泥用量仍较多，水泥标号较高且为早强水泥，从而导致了水泥水化反应较快，混凝土内升温较快，混凝土内部高温又促使了水泥水化反应的进一步加快，致使混凝土浇筑后20h左右达到温度峰值，持续3d以上，降温缓慢，严格按规范施工，落实各项避免温度裂缝的措施，中塔左下塔柱第一节段仍出现了温度裂缝，笔者认为水泥厂家生产高标号，低水化热，非早强的水泥和设计部门对大尺寸截面尽量少采用实心截面，多采用空心截面，将有利于大体积高强度混凝土的施工控制。     

海沧大桥锚碇后浇段混凝土配合比选定与温度控制

海沧大桥通过大量的研究试验，选定了掺入超量粉煤灰、外加剂及CEA膨胀剂的三掺混凝土及其试验室配合比。实际施工中，又根据专家意见进行现场拌和、试配、试验，最后确定了混凝土施工配合比，此外，还采取了锚块降温、控制混凝土入泵温度(包括骨料降温、水降温、水泥降温、选择气温较低时浇筑)、后浇段降温、控制浇筑间隔时间、加强养护等措施，有效地防止了后浇段混凝土开裂，保证了锚碇的工程质量。     

钢-混凝土组合梁桥早期温度效应试验研究

为了研究混凝土浇筑早期水化反应引起的温度变化对钢混组合梁桥变形和应力的影响,以一简支梁桥为试验对象,测试了混凝土桥面板和钢梁在混凝土浇筑前后温度和应变变化数据,并对钢梁由于温度变化引起的应力进行了解析。分析结果表明:混凝土在凝结硬化过程中温度先升后降,在升温阶段结束后,混凝土板获得足够的刚度来约束钢梁的变形,在降温阶段结束后混凝土桥面板与钢梁变形协调。混凝土板在降温阶段的收缩受到了钢梁顶板的约束,拉应力开始产生。降温阶段结束后混凝土板中拉应力的大小与升温阶段结束后钢梁横截面上的温度梯度以及混凝土板与钢梁顶板的温差有关。     

大体积混凝土温度应力监测与裂缝控制研究

混凝土升温过程中,内部温度高于表面温度,表面产生温差拉应力,可能出现表面裂缝,反之,降温过程内部出现裂缝。通过对大体积混凝土的温度和应变监测,调控养护蒸汽温度,有效控制大体积混凝土内外温差,减小温度应力,从而达到减少裂缝的目的。     

高墩大跨连续刚构桥梁混凝土水化热效应的温控防裂分析

对结构影响较大的是混凝土结构内的最高温度、内外温差及降温速率。通过对高墩大跨连续刚构桥梁混凝土浇筑养护期间的温度实测及应力分析得知,结构内的最高温度是由初始浇筑温度与水化热温升共同决定的,而初始浇筑温度又是水化热反应的起始温度;内外温差包括结构中心与表面的温差及结构与外界环境的温差;降温包括结构自身因放热量小于散热量出现的内部自然降温或人工冷却降温和因拆模或养护不当遭受外界寒潮引起的表面温度骤降。     

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。     

沪通长江大桥主航道桥桥塔温度场与膨胀调控抗裂技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔高330m,塔身采用C60混凝土,单塔混凝土方量超过6万方(不含塔座)。为降低桥塔混凝土开裂风险,采用等温量热和变温变形试验确定水泥水化调控材料掺量以及复合膨胀材料配比,通过缩尺模型试验研究混凝土抗裂性能,基于此制备抗裂混凝土并应用于29号墩桥塔施工中。结果表明:0.2%掺量的水化调控材料可降低水泥水化放热速率峰值约50%;掺入配比为50%CaO+50%MgO的膨胀材料可增加混凝土温升阶段膨胀变形约1倍,减小温降阶段收缩变形约30%;与普通混凝土相比,抗裂混凝土模型中心温度峰值降低了6.4℃,膨胀变形增大了1倍以上,收缩变形减小100με;29号墩桥塔采用抗裂混凝土施工,显著降低了实体结构收缩拉应力与开裂风险。     

港珠澳大桥混凝土连续梁施工期裂缝控制技术

港珠澳大桥珠澳口岸连接桥为(3×65+40)m预应力混凝土连续梁桥,主梁采用大节段现浇施工,每段混凝土浇筑量为1 248~1 726m~3。针对大体积预应力混凝土施工,结合该桥实际情况,分析了施工期4种裂缝(受力裂缝、温度裂缝、塑性裂缝、约束收缩裂缝)产生的主要原因。根据裂缝的不同成因及桥梁结构特点,通过支架合理设计、预压及合理的混凝土浇筑顺序控制受力裂缝;通过混凝土配合比、入模温度及合理的养护措施等控制温度裂缝;通过下料点及振捣点合理设置、二次抹压及大面积覆膜锁水技术控制塑性裂缝;通过部分预应力筋早期预张拉技术控制约束收缩裂缝。通过以上各种裂缝控制技术的实施,施工期的裂缝得到了良好控制,确保了结构耐久性。     

薄壁空心墩底座防裂施工技术研究

某特大桥桥墩底座为24 m×4.7 m×2 m(长×宽×高)的长方体实心结构,采用C50混凝土。针对高强大体积混凝土结构施工过程中易开裂的问题,结合底座结构尺寸特点,在墩身每个箱室的中间部位设置长2.0 m的后浇段,共3个;通过优化混凝土配合比、采用冷却水管内散外蓄和选择有利浇筑时间等措施,有效地控制混凝土的最高温度和内外温差。施工后的桥墩底座混凝土内实外美,未产生裂缝。     

桩筏基础筏板大体积混凝土温控防裂措施研究

介绍采用降低水化热措施，通水人工冷却降水化热温升和掺膨胀剂补偿收缩变形相结合的方法，解决桩筏基础筏板大体积混凝土结构温度裂缝，经实践可以取得很好效果。     

水化热和徐变收缩对V形墩系梁应力的影响

针对一种带系梁的混凝土V形墩施工前期温度应力可能导致系梁开裂的的问题,采用空间有限元的分析方法,分别建立系梁分次浇筑及一次浇筑数值模型,根据施工步骤及主要工况分析V形墩系梁温度场及应力场的变化规律,研究徐变收缩与温度耦合作用的效应。研究表明,两种施工方案中,温度及应力仅在合龙段区域差异较大,分次浇筑时,两侧已浇筑的混凝土限制了合龙段的变形,合龙段的拉应力明显增长;徐变收缩与水化热的温度效应是相互影响的,浇筑早期的徐变收缩作用在可以降低水化热产生的拉应力,且温度越高其作用越明显;分次浇筑可减少后期收缩作用在系梁中产生的拉应力。     

沉管结构预制阶段裂缝控制参数影响分析

混凝土沉管隧道在越江和跨海工程中得到了较广的应用,预制方法从传统的干坞法预制发展为工厂法预制。沉管隧道的混凝土管节在工厂化预制阶段容易因温度梯度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝,影响沉管结构的正常使用和长期耐久性。采用数值仿真和试验研究相结合的方法,基于水化度方法建立了混凝土材料模型,综合考虑混凝土温度变形、自收缩和徐变等时变体积变形以及热-力学边界条件;针对沉管工厂化预制的各个阶段,对配合比、入模温度、养护环境温度、模板、拆模时间、养护时间以及保温养护措施等参数进行了对比分析;在温度场和应力场计算结果基础上,以开裂风险指数为主要判断依据,得到了沉管在预制过程中裂缝控制的关键影响因素。研究结果表明:工厂化预制沉管隧道混凝土管节的入模温度和养护温度是沉管结构预制各阶段的关键裂缝控制影响因素,两者之间的关系对沉管结构的裂缝控制有直接影响,入模温度较高时,可以通过提高养护温度来保证沉管开裂风险指数大于1.4。在冬季时,养护温度的提高使沉管有较好的保温效果,进而降低内外温差和开裂风险;但在夏季还需注意控制其内部最高温度。最后开展足尺节段温控试验,提出入模温度和养护温度的控制措施,并通过温度监测得到较高环境温度下的温度控制指标,以指导工厂化混凝土沉管预制阶段裂缝控制。     

基于HCSA的膨胀混凝土制备及其在微膨胀自密实钢管柱混凝土的应用研究

钢管柱混凝土与普通混凝土墩柱相比较而言,钢管对混凝土的环向约束作用以及钢管和混凝土材料共同受力,能够显著提高结构力学性能,在大跨度桥梁和超高层结构中得到很好应用。对于钢管柱混凝土,如何提高柱内混凝土密实度,增大有效截面面积是钢管柱混凝土浇筑的关键问题。从自密实钢管混凝土膨胀剂的角度出发,研究了不同HCSA掺量下C50微膨胀自密实钢管混凝土的抗压特性和收缩特性,认为当HCSA掺量为8%时,钢管混凝土抗压性能提高最大,且混凝土收缩也接近最小。在某桥梁工程实际应用中检验了HCSA微膨胀剂的膨胀作用,工程应用达到预期效果。     

沱江大桥塔梁固结段大体积 UHPC 温控仿真分析

超高性能混凝土（UHPC）水胶比低,胶凝材料用量大,水化热高,大体积UHPC易形成较大的温度应力,导致结构开裂。基于ANSYS的仿真分析技术,采用ANSYS参数化设计语言（APDL）开发了一套大体积UHPC温度场及温度应力的计算程序,将其应用于沱江大桥塔梁固结段施工期温控分析。分析结果表明,采用分块分层浇筑方式并采取聚氨酯保温和通水措施后,浇筑块开裂风险较低,宜加强底板保温养护和优化实心区水管排布保证温控质量。     

九江长江公路大桥索塔高性能粉煤灰混凝土的早期抗裂与长期变形性能

结合九江长江公路大桥索塔工程,对掺粉煤灰的高性能混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能进行了试验。结果显示,与同强度等级未掺粉煤灰的混凝土相比,掺入质量分数22.5%的Ⅰ级粉煤灰等量取代硅酸盐水泥配制的C50混凝土,其不仅具有良好的工作性能和力学性能,且水化热温升和早期自收缩下降、温度应力储备增加、抗塑性收缩开裂能力提高;同时,长期干燥收缩和徐变降低。掺入0.75kg/m3聚丙烯纤维可进一步提高其早期抗裂性能。     

崇明越江大桥大体积混凝土温度裂缝成因分析与控制

上海崇明越江大桥为主跨730m斜拉桥,其塔高208．722m,塔柱混凝土为C50高性能海工混凝土,具有弹性模量高、收缩徐变大、养护要求高等特点。通过有限元模拟,分析各种因素对大体积混凝土温度裂缝的影响,为大体积混凝土的施工控制提供借鉴。