水工建筑物混凝土裂縫等級
普通鋼筋混凝土結構產生受力裂縫是正常的,但其寬度應加以限制,這個在《水運工程混凝土結構設計規范》中有明確規定。
摘要:
港口的大量建設有效的促進的社會經濟的發展和進步,而且其也可以為人們提供非常方便的交通工具,所以,港口對于社會建設具有非常重要的作用。在進行港口工程施工建設的時候,其中的水工建筑物建設是非常關鍵的部分,因此,相關人員一定要針對水工建筑物的質量進行控制,確保水工建筑物在建設和施工的過程中不會出現任何質量問題。在對水工建筑物進行施工建設的時候,混凝土是主要施工材料,相關人員必須要確;炷恋馁|量,保證其不會出現裂縫,進而提高港口水工建筑物的整體質量和使用性能。針對港口水工建筑物混凝土裂縫進行分級評估,并加以闡述。
關鍵詞:
港口;水工建筑物;混凝土;裂縫;分級評估
在對港口水工建筑物進行日常檢查的時候,一般都會對混凝土結構裂縫進行檢測和分級評估,進而對其中的裂縫對整體水工建筑物的影響情況進行確定。因為混凝土中的產生裂縫的原因非常多,而且裂縫的狀態和種類也比較多,其對于水工建筑物的安全以及使用性能的影響也不一致,并且也不是全部混凝土裂縫都會對水工建筑物的安全性和使用性能產生影響,因此,對混凝土裂縫進行分級評估是非常必要的。所以,相關技術人員在進行港口水工建筑物混凝土裂縫分級評估的過程中,一定要充分考慮安全性和耐久性,并不斷提高分級評估的準確度,進而對港口水工建筑物的使用性能和質量進行保證。
1港口混凝土結構常見裂縫形式
1.1銹蝕裂縫
在海洋環境中的港口混凝土結構會一直處于一個非常潮濕的狀態下,而且也會受到浪潮的侵襲,這樣就會導致海水中的氯離子慢慢滲透到混凝土之中,對其中的鋼筋材料進行侵蝕,如果氯離子的量足夠的話,再存在一定的反應條件,就會導致混凝土中的鋼筋表面的鈍化膜損壞,鋼筋中的鐵元素會與海水中的氧成分和水分出現銹蝕反應,而且通過反應生成的氫氧化鐵含量為原先的兩倍到四倍,進而使鋼筋的體積擴大,產生非常強大的應力作用,造成鋼筋周圍的混凝土結構的損壞,致使混凝土結構從內部出現裂縫,并逐漸向鋼筋的伸長方向延伸,直至在混凝土外部結構上出現裂縫。在通常情況下,在高樁碼頭的浪賤區域,橫梁上以及樁帽等基礎設施上會產生因為氯離子造成的鋼筋銹蝕裂縫,這種裂縫是鋼筋先出現銹蝕反應,再逐漸開裂的,這也是港口水工建筑物混凝土結構的重要損壞因素,進而使水工建筑物的穩定性和安全性有所降低。
1.2受力裂縫
普通鋼筋混凝土結構產生受力裂縫是正常的,但其寬度應加以限制,這個在《水運工程混凝土結構設計規范》中有明確規定。預制構件起吊安裝吊點設置不合理、超出設計載荷使用、船舶撞擊等都會使結構在荷載的'作用下發生應力集中而產生受力裂縫,多表現為下寬上窄形。受力裂縫方向與主筋方向垂直或成一定的角度,在發生超載、偶然事故或沖擊荷載的碼頭面板、縱梁、橫梁、基樁、樁帽等構件中較為常見。
1.3收縮裂縫
水工建筑物的混凝土結構在澆筑完成之后,會進行緩慢的凝結,在其凝結的時候,混凝土的外部會比內部凝結的速度快上許多,這樣就會造成混凝土的內部和外部產生的應力大小不一,如果產生的應力超出混凝土結構能夠承受的范圍的話,就會造成收縮裂縫出現。能夠對混凝土收縮產生影響的條件非常多,比如說混凝土中的水泥含量、振搗情況、氣候條件、養護措施、混凝土中的鋼筋量等等。這種裂縫的狀態各不相同,通常情況下在港口的面板、墻體之上比較容易產生,其主要形式是龜裂或者不規則裂縫等,收縮裂縫對水工建筑物的整體質量和安全性造成的影響比較小。
1.4溫度裂縫
混凝土中產生溫度裂縫的原因較多,但總的來說,主要是由于大體積混凝土施工水泥用量大,水泥水化反應產生大量的水化熱,表面散熱較快,內部溫度不斷上升且不易散發,使混凝土內部與表面形成較大溫差,加上升降溫變化和邊界約束的影響,導致不均勻溫度變形和溫度應力,一旦拉應力超過混凝土的極限抗拉能力就會在混凝土內部或表面產生裂縫,是混凝土早期開裂的主要原因之一。溫度裂縫在大體積結構中較多出現,如胸墻、墩臺、方塊等構件,且多表現為貫穿性裂縫,對結構的整體性、耐久性甚至承載力有不利影響。
2裂縫寬度限值
鋼筋混凝土適筋構件從加荷至破壞,整個過程可以分為3個階段:未裂階段、裂縫階段、破壞階段,其中裂縫階段是計算構件正常使用階段的變形和裂縫寬度的依據,也在正常使用階段混凝土是帶裂縫工作的,但對裂縫的最大開展寬度應加以控制。因為當裂縫寬度較大時,一是會加快氯離子進入混凝土鋼筋表面破壞鋼筋表面鈍化膜引起鋼筋銹蝕,影響結構的耐久性;二是會使結構剛度減少、變形增加,影響結構的安全性,同時給人不安全感!对O計規范》規定結構構件設計時將裂縫控制等級劃分為3個級別:1級:構件不出現拉應力;2級:構件雖有拉應力,但不超過混凝土的抗拉強度;3級:允許出現裂縫,但裂縫寬度不超過允許值。1級和2級抗裂要求的構件,一般要采用預應力才能實現,而普通鋼筋混凝土構件要求為3級,允許帶裂縫工作。因此,對允許出現裂縫的鋼筋混凝土構件,裂縫寬度必須加以限制,要求使用階段最大裂縫寬度小于允許裂縫寬度。港口工程鋼筋混凝土結構裂縫控制等級為3級,其最大寬度根據構件所處的不同環境、水位條件規定。因為裂縫寬度沿裂縫深度并不相等,要驗算的裂縫寬度是指受拉鋼筋質心水平處構件側表面上混凝土的裂縫最大寬度。
3結論
通過上文的分析可知,港口水工建筑物混凝土產生的大部分裂縫都會對其安全性和使用性能造成影響,因此,就需要對港口水工建筑物混凝土的裂縫等級進行評估,相關人二院在進行檢查和評估的過程中,應對造成混凝土出現裂縫的原因以及類型、等級進行詳細的查驗,進而對水工建筑物的整體性能進行評估。如果水工建筑物中的某一個構件中出現了兩種類型和等級的混凝土裂縫,那么應將級別比較低的裂縫作為其評估標準。在目前的相關規范標準中,對溫度裂縫和收縮裂縫的等級評估進行了添加,對結構受力裂縫最大縫寬分級評估進行了確定。
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