王德喜

(华杰工程咨询有限公司,北京 100029)

1 工程概述

钢管混凝土复合构造结构有着承载力高、抗震性能优越、施工便捷等优点,在日本这个多地震国家得到了广泛的应用。下述工程为改造急弯急坡旧道的道路改良工程,新建1座跨度L=246.8 m的桥梁。工程位于日本北海道十胜平原东北部,桥墩施工期为11月中旬到次年1月下旬,十胜地区1月历史最低气温为1929年的-34.9 ℃。

桥墩基础采用桩基,为了增加抗震性和减小构造物体积,桥墩采用了钢管混凝土复合构造结构,结构尺寸详见图1和图2。

图1 桥墩正面(单位：mm)

图2 桥墩平面(单位：mm)

2 施工中存在的问题

从桥墩尺寸可以看出,桥长方向的混凝土保护层为50 cm,与桥长垂直方向的混凝土保护层为75 cm,构造上的特点使它成为极易产生温度裂缝的结构。其产生的原因从混凝土硬化原理上可归纳为内部温度应力和外部温度应力两种情况。

钢管混凝土复合结构桥墩的温度应力产生原因可以总括为以下几点。

(1)中空断面构造结构。除钢管下部填充部分混凝土外,钢管内部采用中空构造,这种结构使钢管外周温度应力增大。

(2)大体积混凝土构造结构。水化反应使内部温度升高,热量不能有效释放造成内外温差加大。

(3)寒冷期施工防寒养生措施解除时,寒冷的外界气温致使构造物内外温差的急剧变化。

由于裂缝产生的机率和产生位置等都会因结构物的条件而产生很大变化,通过对桥墩进行温度应力解析,根据解析结果研讨了减少裂缝对策实施的必要性,同时还对控制裂缝的方法进行了研讨。……