混凝土徐变及不利影响.doc

徐变对混凝土的不利影响 班级：姓名： 学号： 摘要：众所周知，混凝土材料有着徐变和收缩的特性，这将引起混合结构的竖向变形和变形差在施工和使用阶段不断发生变化，并引起显著的内力重分布，造成结构不安全隐患。随着当前高层及超高层建筑结构研究设计和建筑水平的迅速发展，对复杂结构体系的要求越来越高，徐变收缩变形随建筑高度的累积以及由结构体系的复杂性而引起的长期影响效应愈显突出。另一方面，超长建筑结构在重力荷载作用下的徐变收缩效应本身可能影响不大，但超长结构水平温差效应问题较为突出，同混凝土水平构件的长期徐变收缩变形叠加后，变形及应力分布等问题更不容忽视。关键词： 混凝土 徐变 不利影响一、 徐变对承受持续荷载的钢筋混凝土简支梁的影响对于承受持续荷载的钢筋混凝土简支梁，徐变对极限强度的影响很小可以忽略，但梁的挠度却因徐变而有显著增加，以致在许多情况下可能达到设计要求的临界状态。对钢筋混凝土柱，徐变可使荷载逐渐由混凝土转移到钢筋上去，但如果钢筋发生屈服，任何增加的荷载都要由混凝土承担，因此，柱在破坏之前钢筋与混凝土二者的强度都得到了充分的利用。而偏心荷载作用下的柱子，徐变会使挠度增加，而且可能引起屈曲。二、 徐变对连续梁桥预拱度的影响在悬臂施工阶段，混凝土徐变应变是确定应力应变的一个重要影响因素；在大跨度预应力混凝土桥梁结构中，徐变会使其跨中持续下挠，影响线型的平顺及其使用性能。对徐变因素估计不足甚至会导致结构开裂、挠度增大过快乃至坍塌等工程事故。工程实例： KororBabeldaob悬臂桥最初设计KB桥始建于1977年，当时它以240m的主跨径在预应力悬臂箱梁桥中位居世界第一。在最初的悬臂桥设计中预应力筋的布置设计使得悬臂自重与预应力筋产生的弯矩平衡。因此，最初的随时间变化的位移只可能发生在沿桥的纵向而不会发生在桥的竖向。后来由于预应力损失，预应力在悬臂截面高度的分布越来越不均匀，底板上产生了更大的应力，竖向挠度开始出现并不断增加。另外，由于结构完成之后立即在桥面板上铺装路面，二期恒载的叠加使KB桥的应力分布更不均匀。结构刚建成后悬臂挠度、悬臂顶部和底部的应力就达到了规范要求。1996年9月26日，KB桥两段悬臂梁都倒塌了，在Babeldaob端离主墩10 m处顶板完全分裂成层导致预应力管和预应力筋暴露在外面。在此位置上底板发生剪切和张拉破坏，据估计是引起桥梁倒塌的初始位置。在Koror端，顶板完整但裂纹向主墩处桥面板蔓延导致其失效，主墩处底板和肋墙压碎现象严重，边墩处则完全剪切破坏。对该桥倒塌之前的分析表明：跨中整体浇注引起了弯矩重分布，但影响不大。长期的轴向约束导致混凝土轴向应力大幅度减小。尽管这可能造成剪切破坏但也不能充分说明这是该桥在体系转换之后两个月倒塌的本质。由以上分析可知，轴向约束条件下徐变影响仍是其倒塌的因素之一。三、 徐变对一些徐变敏感的结构的影响如满堂支架逐孔浇筑预应力混凝土连续梁桥、高速铁路桥梁等。对高速铁路桥梁的影响更为突出，因为高速铁路桥梁对桥面平顺性的要求很高，但混凝土的收缩徐变以及收缩徐变引起的预应力损失对预应力混凝土连续梁二期后的变形挠度影响较大，这就对列车行驶的平顺性、平稳性和行车安产生很大的影响。 四、 徐变对预应力混凝土结构的影响预应力钢筋松弛与结构应力、钢筋品质、超张拉及温度有关，另外与时间关系密切，加载初期发展很快，24 h内完成约50以上，800 h后发展缓慢，120年内的应力松弛值由对数曲线外推得到，其值不会超过1 000 h应力松弛值的两倍，所以徐变会对其造成很大影响。工程实例：天津市至滨海新区快速轨道交通工程中，由于88%的线路部分为高架桥，桥梁的上部结构又以预应力钢筋混凝土结构为主，工期紧张，任务繁重，这就决定了混凝土徐变在整个天津市区至滨海新区快速轨道交通工程中的重要性。天津市至滨海新区快速轨道交通工程高架线路将以无碴轨道为主。对于无碴轨道线路，由于没有道碴来调节轨道的高程，所以，它的高程可调节性很小。如果由于混凝土徐变使得梁部结构的上拱度（徐变拱度）超出了无碴轨道高程的可调节范围，将对轨道线路的平顺性产生巨大的危害。徐变拱度太大，也可能导致钢轨扣件破坏失效。影响轨道的稳定性。这些都是影响列车安全运营的巨大隐患，预应力越大，徐变拱度也越大。所以对预应力混凝土上梁的徐变拱度进行控制是很重要的。五、 徐变对大体积混凝土的影响：由于水化热的发展和随后的冷却使已受约束的大体积混凝土受到温度循环变化的影响，大体积混凝土中的徐变本身很可能就是导致开裂的原因。大体积混凝土内温度的快速上升会使混凝土内部产生压应力。由于新浇筑的混凝土弹性模量很小，所以这个压应力也很小，以致此时的徐变较大，从而使压应力得以释放。因此一旦发生冷却，正保持着的压应力就会逐渐消失。但如果混凝土进一步铿锵，就会产生拉应力，由于徐变速率随龄期而减小，所以，甚至在温度降低至略高于初始温度之前，就可能出现裂缝了。小结：由此可见，徐变对混凝土结构性能的大多数影响是不利的，在设计与施工过程中，这种影响不容忽视，我们务必要全面考虑，尽量采取措施，降低徐变对混凝土结构的不利