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储层构造裂缝预测研究论文下载

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储层构造裂缝预测研究论文下载

毕研斌龙胜祥刘彬

(中国石化石油勘探开发研究院,北京100083)

摘要 以岩心裂缝发育特征为依据,利用叠前地震方位各向异性技术,对通南巴构造嘉陵江组二段和飞仙关组三段储层裂缝发育密度和方向进行了区域上的预测,掌握了目的层的储层裂缝分布规律。通过已钻井录井全烃检测和频率衰减梯度剖面对比,对频率衰减梯度用于预测储层含气性的可行性进行了分析,并对研究目的层的含气性进行了全区预测。研究表明,嘉陵江组二段和飞仙关组三段储层在平面上和纵向上具有不同的含气分布特征:嘉陵江组二段气藏面积大、单一气藏发育;飞仙关组三段单一气藏面积相对较小,但纵向上具有多气藏发育和异位叠加的特征。综合裂缝预测和含气性预测成果分析,通南巴地区碳酸盐岩储层存在以裂缝-孔隙型和孔隙型为主的两种不同的储集类型。研究成果对于该地区的进一步勘探和井位部署具有较强的指导意义。

关键词 通南巴地区 碳酸盐岩 叠前地震 方位各向异性 裂缝预测 频率衰减梯度含气性预测

Prediction of Fracture and Gas Distribution in TNB Area

BI Yan-bin,LONG Sheng-xiang,LIU Bin

(Exploration & Production Research Institute,SINOPEC,Beijing100083)

Abstract On the basis of investigating fracture feature in well core,areal fracture intensity and developed orientin in the 2ndmember of Jialingjiang formation and the 3rdmember of Feixianguan formation is predicted in TNB region,and favorable fracture developing region is discovered by means of prestack seismic anisotropic technique,which gives the guidance in ongoing well suite deployment and gas analysis in the at the characteristics of payzone,the feasibility to forecasting gas distribution with frequency attenuation gradient is analyzed by comparison between gas logging test data and frequency attenuation gradient profile,and areal gas distribution is result shows that there is the different gas-bearing characteristic horizontally and vertically between the 2ndmember of Jialingjiang formation and the 3rdmember of Feixianguan T1j2gas reservoir is characterized by single reservoir and wider area,while the T1f3formation develops multi-reservoir superposed vertically,and each gas reservoir has smaller summarizing the above predicted fracture and gas distribution result,carbonate rock reservoir are characterized by two different reservoir types, porous and fractured-porous achievement will give an important guidance for ongoing exploration and well site deployment in TNB area.

Key words TNB structure carbonate rock prestack seismic data anisotropic technique fracture distribution prediction frequency attenuation gradient gas distribution prediction

通南巴区块位于四川盆地东北部,是中石化近期勘探的重点区块之一。尽管天然气勘探已获得了重大突破,但整体勘探程度仍较低,勘探工作仍面临着一些需要研究解决的问题:该区块面积大,钻至目的层的探井少,储层裂缝分布特征还不够清楚;目的层埋藏深,钻井成本大,在含气性预测的基础上,提高钻井成功率至关重要。本文针对以上相关问题,对目的层的储层裂缝及含气性进行了区域上的预测和分析,以期对该区块的进一步有效勘探提供一定的指导。研究范围选取通南巴地区河坝场三维地震工区,自西南向东北方向,依次发育牛羊坪、河坝场、母家梁、新场坝、丘家坪和马路背等6个局部构造。

1 储层地质特征

S82井和H1井钻井揭示,通南巴构造的主要产气层为下三叠统嘉陵江组二段和飞仙关组三段。

嘉陵江组二段属蒸发台地相的浅滩-蒸发坪沉积,在通南巴地区分布广泛,岩性由砂屑白云岩、溶孔白云岩、膏岩呈薄互层状组合而成。H1井嘉陵江组二段含气储层岩性为砂屑白云岩,气层埋深4500m左右,厚度为,平均孔隙度为。飞仙关组三段岩性主要为鲕粒灰岩、砂屑灰岩,属浅海开阔台地相和潮坪相沉积。H1井飞仙关组三段含气储层岩性为溶孔鲕粒灰岩,气层埋深5000m 左右,厚度为14m,平均孔隙度为。储层研究表明,嘉陵江组二段和飞仙关组三段储层均不同程度地经历了成岩后生作用的影响,特别是白云石化及溶蚀作用,存在粒间孔及粒间溶孔、晶间孔及晶间溶孔、铸模孔和粒内溶孔等多种储集空间类型。总体来看,该区碳酸盐岩储层具有埋藏深、厚度薄、低孔低渗和孔隙结构复杂等特征。

钻井岩心和野外露头观察表明,通南巴构造总体上裂缝比较发育。裂缝产状以斜交缝及垂直缝为主,水平缝相对较少。裂缝中既有充填缝,也有半充填缝和未充填缝,其中,以充填缝占绝大部分。由于在地质历史时期中,通南巴地区经历了多期构造运动影响,由此也形成了与各期活动相对应的局部构造及裂缝系统,表现为多期裂缝组合的分布格局。

2 储层裂缝分布预测研究

近年来,地球物理方法已成为研究储层裂缝分布的重要方法之一。基于地球物理理论预测裂缝的方法有多种[1,2],如多分量勘探、S波勘探、VSP地震和P波勘探等。根据地震波的传播理论,S波比P波对裂缝产生的方位各向异性具有更强的敏感性,但S波数据通常较P波数据的信噪比及分辨率低,而且S波的采集和处理成本也比P波高得多,因此,限制了S波研究裂缝的实用性。井中地震VSP作为一种特殊的“测井”手段,本身也存在探测面积小的问题。随着裂缝研究技术的不断探索,目前,人们越来越青睐于利用P波资料研究裂缝的分布,尤其是利用3D叠前地震数据已成为研究裂缝分布的一种热门技术。

地震方位各向异性方法预测储层裂缝的理论基础

地震波是一种弹性波,其传播速度主要与地层性质有关,如埋藏深度、构造发育程度、岩石的成分、物性、孔隙发育程度、流体性质和流体饱和度等。而裂缝发育带的存在会加剧地震波的吸收衰减,引起地震属性的各向异性。Maria和Bruce等曾对地震纵波资料用于裂缝密度和方位的预测问题进行了研究和探讨[3,4]。

Mallick(1991,1996,1998)和Craft(1997)指出,利用P波反射振幅和速度随方位角和偏移距的变化函数可以检测裂缝,即利用振幅随方位角变化(RVA)和速度随方位角变化(VVA)识别裂缝的方位和密度。这种关系可以用振幅随方位角变化(RVA)和速度随方位角变化(VVA)规律来表述,如图1 所示[5]。反射P波通过裂缝介质时,在固定炮检距的情况下,反射振幅(R)和速度(V)随方位角的变化是炮检方向与裂缝走向的夹角θ的余弦函数,反射振幅和速度随方位角的变化可用解析式表示为:

R=Ar+Br·cos2θ (1)

V=Av+Bv·cos2θ (2)

式中:R为反射振幅;V为方位速度;Ar,Av分别为振幅、速度的偏置因子,即Ar为均匀介质下的振幅,Av为均匀介质下的速度;Br,Bv分别为振幅和速度的调制因子,即分别为定偏移距下的振幅和速度随方位角的变化量。它们都是裂缝密度的函数。

图1中的φ为裂缝走向与正北方向的夹角;α为炮检方向与正北方向的夹角,存在关系θ=φ-α。

式(1)和式(2)可近似地用一椭圆表示(图2)。当炮检方向与裂缝走向平行时,振幅和速度最大(A+B);当炮检方向与裂缝走向垂直时,振幅和速度最小(A-B)。而(A+B)/(A-B)则反映了裂缝的密度。这是利用叠前地震资料预测储层裂缝分布的理论依据。

图1 炮检方位与裂缝方向关系示意图

图2 地震属性沿裂缝不同方向变化示意图

叠前地震储层裂缝分布预测研究

利用叠前地震预测裂缝分布的思路是:通过岩石物理正演模拟,确定裂缝介质条件下的地震属性各向异性响应特征。优选地震属性,提取相应的方位属性数据体。在方位各向异性特征分析的基础上,对目的层的裂缝密度和方向进行计算。最后,结合储层地质特征,对目的层的裂缝特征进行综合分析。

叠前地震资料裂缝预测的可行性

利用叠前地震信息预测裂缝分布的前提是,地震数据为全方位角地震采集,并且具有较高的叠加次数和信噪比。本次研究三维地震为宽方位角采集,面元大小为25m×25m,满覆盖次数达到90次,地震资料品质较好,信噪比和分辨率较高,保幅性好。因此,这套地震数据有利于选择合适的偏移距和方位角提取相应的角道集数据体,适合于进行叠前裂缝预测研究。

层位标定及时窗选取

利用声波测井曲线,制作地震合成记录,通过与井旁道地震剖面的波组对比,进行地震层位的精确标定。H1井标定后,嘉陵江组二段底界的双程时间为2004ms,飞仙关组四段底界的双程时间为2105ms;S82井标定嘉陵江组二段底界的双程时间为1884ms。在考虑储层厚度和平面稳定性因素的基础上,选取嘉陵江组二段储层的时窗为嘉陵江组二段底以上12~21ms,飞仙关组三段储层的时窗为飞仙关组四段底以下22~31ms,时窗范围均为9ms。

裂缝性储层各向异性岩石物理模型

图3为井-震标定后H1井嘉陵江组二段储层的岩石物理正演模型。图中右上部的关系曲线反映了归一化振幅随方位角和偏移距的变化特征,图中右下部的椭圆为含气模型、入射角30°时的方位振幅椭圆。岩石物理正演模拟结果表明,方位振幅椭圆的短轴代表了裂缝走向,为利用叠前方位地震数据预测目的层裂缝发育方向提供了依据。

图3 嘉陵江组二段岩石物理正演模型

频率方位角道集数据体的形成

近年来的研究和应用表明,在利用叠前地震属性开展裂缝研究时,频率属性在反映裂缝密度和流体信息方面具有较高的敏感性[6]。沿裂缝走向方向,高频部分被吸收衰减得慢,而沿着裂缝的法向方向,高频部分被吸收衰减得快。裂缝越发育,频率沿不同方位角的变化就越明显,当裂缝含有油气时,这种差异会表现得更加明显。因此,分析由裂缝和所含流体引起的频率方位各向异性,可以有效地预测储层中具开启特征裂缝的发育状况,这对于天然气藏的勘探更有实际意义。

利用叠前地震预测裂缝分布,一个重要的环节就是方位数据体的提取。在对通南巴地区地震数据采集参数分析的基础上,本次研究利用储层裂缝综合预测软件FRS,在0~180°(180°~360°之间的采集相当于0~180°的采集)范围内,以30°为间隔,采用100m×100m的超面元,在400~3000m偏移距范围内,对叠前地震振幅数据体进行了6个等方位角的道集数据体的提取,以尽量使每个方位间隔的叠加数据体具有较均匀的覆盖次数。在此基础上,对6个方位角道集数据体进行组合,形成具有方位信息的叠后方位角振幅数据体AZI amp。

利用已提取的叠前振幅方位角道集数据体(AZI_amp),通过小波变换算法计算频率属性数据体,形成具有方位信息的频率属性数据体(AZI_FUL_FRQ)。对计算的方位角频率进行分析,得到频率的方位角椭圆在空间的变化。定义频率椭圆的扁率为长轴与短轴之比,则该值的大小反映了频率的各向异性强度,其值越大,说明与储集流体有关的开启性裂缝越发育。

储层裂缝分布预测及分析

本文采用的储层裂缝综合预测软件FRS中的Fracture Analysis模块,对方位频率属性数据体(AZI_FUL_FRQ)进行了计算,得到储层裂缝发育密度和方向。根据预测结果,嘉陵江组二段储层的裂缝发育密度和方向特点如下:

(1)H1井和S82井的嘉陵江组二段储层均处于裂缝比较发育的部位,这与岩心观察的结果是一致的,说明预测结果是较为可靠的。从区域预测来看,与流体有关的开启性裂缝发育程度存在一定的分区性。在通南巴背斜的长轴方向上,母家梁构造以东地区,裂缝相对发育;以西地区裂缝发育程度较差。分析其原因是,与喜马拉雅期该地区所受的构造应力作用有关,越往东北部地区,经受的构造作用强度越大;越往西南部地区,经受的构造作用强度越小。沿背斜的短轴方向,翼部的裂缝发育程度大于轴部的裂缝发育程度,这主要是由于在背斜构造的两翼出现明显的坡折带,在背斜的横剖面上呈现出箱形褶皱的特征,翼部的应变程度大于背斜的轴部地区。

(2)与局部构造匹配起来分析,裂缝相对发育区有两种情况:①在通南巴背斜构造的两翼地层较陡部位和局部构造转折端裂缝相对发育;②在断层的尾部裂缝相对发育。从构造理论分析,这些部位是构造应力比较集中的部位。

(3)裂缝方位的全区统计表明,NE-SW方向为裂缝发育的优势方位,与局部构造和断层的走向是一致的。之所以表现为单一的方向,分析认为,这是由于裂缝预测工区面积过大,预测裂缝方位的全区统计受到“平均”效应的缘故。在局部构造应力作用的影响下,不同构造部位裂缝的发育方向还是有一定的差异性的,如图4所示。S82井附近嘉陵江组二段储层的预测裂缝方向表现为NEE-SWW和NNE-SSW两组主要展布方向(圆圈内“小”玫瑰花图表示预测裂缝方位所占比例),与嘉陵江组岩心利用古地磁定向技术测得的裂缝方向是一致的(见图4中“大”玫瑰花图)。

图4 嘉陵江组二段储层裂缝预测方向与岩心古地磁定向检测方向对比

3 含气性预测研究

从地震勘探原理上说,有多种应用于油气预测的地震方法。从具体应用角度出发,可分为直接预测方法和间接预测方法两大类。直接预测方法是指以反射振幅和频率为属性信息的预测方法,包括亮点、低频效应、相位反转现象和振幅随炮检距变化(AVO)技术等。间接预测方法是指需要对地震信息做进一步的处理才能进行油气预测的方法,如频谱分析技术、聚类分析技术、模式识别技术等[7]。这些方法均不同程度地应用于储层油气预测工作中,并收到了一定的效果。但对于研究目的层埋藏深、储层厚度薄、地质构造复杂等特殊地质条件,上述油气预测方法不同程度地受到影响,实用性降低。首先,反射振幅由于受激发接收条件、波前扩散、吸收衰减、反射界面的几何效应以及地层岩性等多种因素的影响,利用该类属性进行油气预测时,一般认为存在较强的多解性,容易产生识别上的“陷阱”;其次,油气层并不都是表现为亮点,有时甚至表现为平点或暗点,使得利用亮点技术预测油气受到影响;而AVO技术在深层油气预测中也遇到了一定的困难,尤其是对于薄层,AVO特征常常不够明显。间接预测方法亦存在算法比较复杂、属性之间有时相关性不强等实际问题。近年来的研究和应用表明,频率衰减属性在油气预测中有着较强的敏感性和应用价值。

频率衰减属性预测含气性的依据

衰减是地震波在地下介质传播中总能量的损失,是介质内在的属性。引起地震波衰减的因素是介质中固体与固体、固体与流体、流体与流体界面之间的能量耗损[12]。理论研究和实际应用表明,在地质体中,如果孔隙发育,充填油、气、水时,会造成高频衰减加剧,地震反射吸收加大(尤其对于含气的情况)[8~12]。

Dilay和Eastwood在研究时间滞后三维地震资料的注汽井附近部分饱和气和地震波衰减之间的关系时发现,注汽期间井周围处于高温高压环境,气饱和趋于零。在油气生产期,井况恢复正常温度和压力,此时井中气体体积比注汽期间增加了5%左右。注汽期和油气生产期,井周围的地震资料在产气层都出现明显的高频衰减,而远离井的地震资料没有出现这种高频衰减,说明这种高频衰减是一种内部衰减,是岩石孔隙中气体和周围介质相互作用、相互摩擦的结果[13]。高频衰减程度与含气饱和度的大小是正相关的,如果定义频率衰减梯度(ATN_GRT)作为表征高频衰减程度的指标,则含气富集程度越高,频率衰减梯度(本身为负值,这里描述取绝对值,以下同)越大,相反亦然。

为了验证频率衰减梯度属性用于本区含气性预测的可行性,本文将通南巴地区H1井的全烃检测值和相应深度的频率衰减梯度值进行了对比,图5和图6分别是H1井嘉陵江组至飞仙关组录井全烃检测值与频率衰减梯度值随深度的变化图(为了充分显示各深度点全烃检测值的分布情况,对全烃检测值采用了对数刻度)。两图对比显示,全烃检测高值部位与频率衰减梯度高值部位具有很好的对应性,说明应用频率衰减梯度属性(ATNGRT)预测储层的含气性是可行的,而且是比较可靠的。

图5 H1井全烃含量随深度变化图

图6 H1井频率衰减梯度随深度变化图

含气性预测研究

气层频率衰减特征

在井-震精细标定的基础上,对目的层频率衰减梯度属性数据体进行了沿层提取。图7为沿H1井主测线(inline645)剖面的频率衰减梯度剖面(黄→红色为相对高值)和地震剖面对比图。从图中可以看出,产气层均很好地对应着频率衰减梯度高值,相对高频率衰减梯度分布在剖面上呈较好的成层性,反映出嘉陵江组二段气层和飞仙关组三段气层总体上表现为层状气藏。对比频率衰减梯度和地震剖面可见,产气层(对应高频率衰减梯度部位)均标定在地震反射的波谷处,而气层的上、下界面则表现为地震波的强反射(以嘉陵江组二段砂屑滩气层反射为特征)或反射轴分叉现象(以飞仙关组三段鲕粒滩气层反射为特征)。这说明,频率衰减梯度属性不仅对储层含气性有较好的反映,而且与地震反射特征也有较好的对应关系。

图7 沿H1井主测线嘉陵江组二段、飞仙关组三段

含气性分布预测与分析

在井-震精细标定的基础上,为了分析嘉陵江组二段和飞仙关组三段气层在平面和纵向上的分布规律,在研究中,沿标定的气层段向上和向下以5ms为间隔,进行了逐段时窗的沿层频率衰减梯度数据体的提取。图8至图10分别为飞仙关组四段底以下10~15ms和25~30ms及55~60ms时窗的沿层频率衰减梯度平面分布特征(其他时窗成果图略)。

图8 飞仙关组三段储层频率衰减梯度平面图(飞仙关组四段底向下10~15ms)

图9 飞仙关组三段储层频率衰减梯度平面图(飞仙关组四段底向下25~30ms)

图10 飞仙关组三段储层频率衰减梯度平面图(飞仙关组四段底向下55~60ms)

综合分析通南巴地区嘉陵江组二段和飞仙关组三段剖面和平面频率衰减梯度分布特征可见,目的层的气层分布具有以下特点:

(1)嘉陵江组二段储层含气有利部位分布在三维地震工区的牛羊坪、河坝场、丘家坪和马路背构造一带,成片分布,面积大。5ms等间隔时窗的频率衰减梯度值分布对比表明,在纵向上,沿H1井钻井揭示的嘉陵江组二气层段,向上和向下频率衰减梯度值均迅速减小至异常显示完全消失,这些特征说明嘉陵江组二段气层在平面上分布面积大,但纵向上气藏单一。这与储层预测成果所反映的特征是一致的,研究表明,嘉陵江组二段砂屑滩在整个通南巴构造带有着稳定的发育和分布,溶孔砂屑白云岩可作为良好储层。

(2)飞仙关组三段5ms等间隔时窗的频率衰减梯度值分布图(图8 至图10)反映出,飞仙关组三段储层含气有利部位分布在牛羊坪、河坝场和马路背构造靠近通南巴背斜构造轴部一带,但这些有利部位并不成片分布,而是在不同的层位呈局部分布,反映出飞仙关组三段具有单一气藏面积相对较小、纵向上多气藏发育和异位叠加的特征。这与储层预测成果所反映出的飞仙关组三段鲕粒滩灰岩储层只在局部构造发育的结论也是一致的。从图9来看,时窗内的飞仙关组三段气层(H1井钻井揭示气层段)分布面积较小,而向上漂移15ms左右(图8)和向下漂移30ms左右(图10)的层段处,频率衰减梯度异常区面积明显增加,这些区域应是飞仙关组三段储层勘探的有利部位。

4 结论

(1)叠前地震方位各向异性预测技术是目前预测裂缝分布比较理想的方法,它不仅能够预测区域上裂缝相对发育区的分布和裂缝的展布方向,而且与其他许多预测方法(如构造应力场模拟方法)相比,其优点还在于,利用频率属性数据体能够对“与流体有关的、具有开启特征”的裂缝发育状况进行预测。

(2)频率衰减梯度属性是一种预测储层含气性的有效而实用的属性,有着较强的研究和应用价值。研究表明,通南巴地区嘉陵江组二段和飞仙关组三段气藏在平面和纵向上具有不同的含气分布特征。井位部署不仅应考虑平面上的气藏分布特征,而且要考虑气层在纵向上的分布特点,以最大程度地钻遇有效气层;同时应考虑储层裂缝的发育情况,在储层裂缝相对发育区和含气性异常区部署井位,以最大程度地实现天然气藏的高效勘探和开发。

(3)综合储层裂缝预测和含气性预测成果分析认为,通南巴地区碳酸盐岩储层存在以裂缝-孔隙型和孔隙型为主的两种不同的储集类型,其中,河坝场构造以西地区以孔隙型储集类型为主,新场坝构造以东地区以裂缝-孔隙型储集类型为主,这对于不同储集类型气藏的勘探和分析有一定的指导意义。

致谢 研究工作得到马殿仁、冯琼、刘国萍、刘建党和李辛子等同志的帮助,表示衷心的感谢。

参考文献

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当前国外油气储层研究的五大趋势

对储层沉积学的研究日益从宏观向微观方向发展

(1)岩性油气藏的勘探要求掌握沉积地质体的几何学特征(Ravenne,et al.,1989;,1993),即宏观非均质性的研究。

(2)加强层内非均质性研究,以露头和成熟油田研究为基础建立层内储层非均质性的地质模型。

(3)各种次生孔隙形成的成因机理也不断地有了新的见解和模式(,1986;,1986;Scherer,1987;,1989),为储层物性的预测和模拟提供了一定的依据,但不同成因盆地油气藏储层的次生孔隙定量研究和预测仍处在探索阶段。

对储层的描述和预测日益从定性向定量方向发展

(1)为了对地下储集体的孔渗进行计算和预测,以解决油气生产的实际需要,不少学者对此进行了大量的研究工作(,1987;Schmoher,1989;Robert,1991;,1992),并提出了一些经验公式或数学模型,但往往公式中的一些参数在实际应用中难以或无法确定。

(2)定量描述储层物性参数的三维空间展布是近年来油气藏数值模拟技术对储层研究提出的新要求。

(3)定量描述和预测储集体在横向上的连续性或空间展布特征,即开展储层(随机)建模或模拟研究已成为储层地质学家近年来的重点攻关内容,这也正是为满足油田开发、加密钻井和扩边井确定的需要。比较沉积学是这一研究的基础,计算机技术(尤其图形工作站)是实现其目的的重要手段和硬件。

理论沉积学向应用沉积学发展并形成储层表征技术

(1)第十三届国际沉积学大会、石油大会把储层沉积学和建立地质模型列为重点。

(2)20世纪80年代后期储层地质学、开发地质学的迅速复苏和再度崛起,是造成这一形势的前提。

储层表征从单学科向多学科协同研究发展

从目前国际上对储层的研究来看,主要有三个研究内容或角度,其目的是从不同的侧面对油气储层的物性特征和空间特征进行研究:

(1)为建立储层地质模型而大力开展露头储层和井下地质研究,已成为储层地质学新的研究范畴。

(2)测井资料数字处理技术的发展为油气藏描述和储层模拟与验证提供了基础。

(3)随着计算机技术的迅猛发展,储层地震勘探和模拟预测技术进一步发展与革新。

各种模拟方法和软件的不断涌现使储层的研究进一步计算机化

(1)常见的储层模拟或随机建模方法主要有:转带法(turning bands method);协同克里格法/泛克里格法(Cokrging/universal Kriging);指示克里格法(indicator Kriging method);条件概率模拟(conditional probability simulation);蒙特卡洛法(Monte crlo);分形几何法(fractal geometry);增强截断高斯法(enhance truncated Gaussian)。

(2)模拟软件的种类繁多。

国内油气储层研究现状、问题及今后研究的重点

尽管储层地质学,尤其是地质模型的研究在某些方面已达到或接近国际水平,但我国储层研究总体上还存在着一些不足之处:

(1)在手段上比较落后,在用计算机对地震和测井的处理手段及图形显示方面还存在着相当大的差距,目前主要是引进国外软件;另外地质解释的精度方面还相差甚远。

(2)各学科联合作战方面,虽然大家都已经明确了地质、地震、测井、测试及计算机相结合的优越之处和必由之路,但联合作战方面尚很不足,特别是综合研究方面显得相当薄弱,主要问题是科研人员的知识面较窄和长期单学科独立作战的习惯和观念一时难以扭转。

(3)在用计算机进行储层模拟和预测方面,研究力量相当薄弱,尤其是在储层模拟或随机建模中如何将地质描述转换为定量模型的研究还很不深入。这一点对于碎屑岩储层是这样,对于碳酸盐岩储层更是如此。

(4)在建立地质模型方面,还没有普及,许多储层地质工作者还陷在原来的模式之中,对各类模型的概念和建模思想了解得不够透彻,reservoir characterization和modelling此二词尚未完全为人们所接受。不能把建模仅仅理解成为最终画一张模式图。

(5)在建立地质知识库方面起步较晚,建立的标准地质剖面还很少,对于相似地质条件的类比性研究还不够重视。

国内潜山灰岩储层研究现状

目前已发现的国内潜山灰岩储层主要分布在渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地及四川盆地。由于各盆地的构造演化史、海相碳酸盐岩地层的发育时期、风化剥蚀期及油源岩等方面的不同,决定了它们所形成的潜山油气藏各具特点。

渤海湾盆地是华北地台中新生代块断解体过程中,形成的第三纪拉张断块盆地。陈霞等(1994)认为该盆地的油气储集层是沉积成岩作用叠合加里东期、印支-燕山期、燕山-喜马拉雅期构造作用改造形成的。在漫长的地史过程中,演化出三种类型五大套储集层,其中第Ⅳ套燕山—喜马拉雅期不整合面附近奥陶系基岩古潜山则是华北地区新生界石油富集体。胡见义等(1990)在“渤海湾盆地地质基础与油气富集”一文中指出“渤海湾盆地是一个多断陷、多含油气层系和多种油气藏类型的大型含油气盆地,它的地质结构和成油规律与国外有些大型含油气盆地不同,具有自身独特的特点。在纵向上由断陷前期、断陷期和拗陷期等三套构造层系组成,在平面上具有多凸多凹和凸凹相间排列的分布特点。在油气藏分布方面,在不同凹陷或凹陷不同类型构造断裂带,油气藏和复式油气聚集(区)带有一定差异,但仍有一定分布规律”。

济阳坳陷是渤海湾盆地中的一个含油气坳陷,其中的潜山油田都是在反向断层切割的屋脊型断块山背景上形成的,又称“坡上山”潜山油藏,是潜山油藏的又一种类型。李春光等(1997)指出,“济阳坳陷共发现17个古潜山油气藏,它们存在于沾化、车镇和东营3个凹陷之中。多数分布其边缘,紧靠凸起的部位。济阳坳陷的古潜山油气藏均是下第三系沙四段、沙三段的烃类运移至潜山圈闭中聚集成藏。从油气藏的特点分析:有褶皱山油藏、断块山油藏和残丘山油藏三类。断块山油气藏是油气经断层通道运移至断块山圈闭中聚集而成,有六个,分布于东营、沾化和车镇凹陷,含油气层位均为奥陶系灰岩。

在海相碳酸盐岩储层发育影响因素研究方面,余家仁等(1998)认为储层中泥质白云岩与粗结构藻白云岩韵律性的岩性剖面,在纵向上储层与非储层交替出现,孔洞的发育顺层分布,形成同层渗透带;多次沉积间断构成多岩溶期,并有沿风化壳的溶蚀缝洞带及古水平岩溶带;构造应力产生断层和构造缝发育带,可形成断裂高渗带;成岩后生作用及储层演化经历了各种次生改造,形成现今的储层面貌。在岩溶学与碳酸盐岩地区油气普查勘探研究方面,曾允孚等(1996)、袁道先(1993)等指出:从岩溶学看来,古老致密碳酸盐岩中的油气储存空间或介质,如古潜山、溶孔、溶缝、溶洞等都属于一种岩溶形态,即岩溶作用的产物。

在用地震资料预测灰岩储层孔缝发育带的研究方面,李卫忠等(1996)根据灰岩储层的岩石物理学特征,提出了综合利用各种瞬时动力学信息、相对层速度信息及频率—时间谱扫描技术,预测灰岩储层孔隙-裂缝发育带的方法。该方法克服了利用单一物性参数进行储层预测的局限性和多解性,还可直观地识别同一灰岩储层中孔隙-裂缝发育带在横向和垂向上的分布情况。汤长彪等(1991)认为利用地震资料预测灰岩储层孔缝发育带,是从地震资料中反演与灰岩孔隙、孔缝、含油气性有关的地震参数。然后依据储层的空间形态计算灰岩储层的平均吸收系数、振幅等参数的相对变化,预测孔缝发育带。

在古潜山有利含油区分布规律研究方面,唐飞等(1989)认为,古潜山油气藏距大断层愈近,储集条件愈优越,孔隙度越高,渗流条件越好,断层带是油气高产区块。余家仁(1987)依据任丘油田的实际资料,分析了碳酸盐岩储集层缝洞孔发育的影响因素及其分布规律,提出由溶蚀孔洞、构造裂缝、古风化壳、古水平岩溶带及沿隔层顶底板分布的岩溶带等五种缝洞孔发育带交织叠加,构成储集层连通网络,勾绘出碳酸盐岩油藏缝洞孔发育带的连通模式。潜山带储层在纵向上主要集中在潜山的风化壳,平面上主要沿断层分布。沿断层发育的奥陶系潜山是该区古生界潜山勘探的最有利目标。

桥梁裂缝检测论文

桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主,载重不大,桥面纵坡可以较陡,甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后,载重量逐步加大,桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主,铸铁和锻铁很少使用。 从桥梁的原始雏形——堤梁(及在浅滩溪涧中筑起一个个石堤,堤间流水,人从石堤上跨越)、独木桥、浮桥(架设在船只上的桥)和石拱到现在超千米跨度的悬索桥,桥梁工程在几千年的时间里发展可谓翻天覆地。然而桥梁工程能拥有这翻天覆地的发展取决于工程材料和工程技术迅猛发展的有力推动。在原始社会里,懵然无知的古人类还只是追求有一个起身的洞穴和能填饱肚子的食物,还不会想到桥。然而随着社会的发展,人类文明的进步,交通的不断发展,人们开始创造了桥。然而那时工程材料的使用仅限于天然的木和石块,且工程技术非常落后,所以人们只能建造简单的桥——堤梁、独木桥和简单的石拱。世界上现存最古老的石桥在希腊的伯罗奔尼撒半岛,是一座用石块干垒的单孔石拱桥,距今3500年左右建成。我国古代桥梁工程技术的发展在当时处于世界领先地位。公元590——608年建造在河北省赵县(叫)河上留存至今的隋代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥,即赵州桥。该桥全长,桥面宽约10m,采用28条并列的石条砌成拱券形成。拱券矢高。拱上设有4个小拱,既能减轻桥身自重,又便于排洪,且更显美观。该桥无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济上都达到极高成就,是世界上最早的敞肩式拱桥,早于欧洲同类桥约1000年。近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。这个时期内土木工程的主要特征有:——有力学和结构理论作为指导;——砖、瓦、木、石等结构建筑材料得到日益广泛的使用;混凝土、钢材、钢筋混凝土及早期的预应力混凝土得到发展;——施工技术进步很大,建造规模日益扩大,建造速度大大加快。在这个时期内,以下几件大事对桥梁工程的影响巨大: (1)意大利学者伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度,首次用公式表达了梁的设计理论。 (2)英国科学家牛顿在1687年总结了力学三大定律它们是土木工程设计理论的基础。 (3)瑞士数学家欧拉1744年出版《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论,得到计算柱的临界受压力的公式,为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。 (4)1824年英国人阿斯普.丁取得了波特兰水泥的专利权,1850年开始生产。这是形成混凝土的主要材料,使得混凝土在土木工程中得到广泛应用。后来,在20世纪初,有人发表了水灰比等学说,才初步奠定了混凝土强度的理论基础。 (5)1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法,似的钢材得以大量生产,并愈来愈多地应用于土木工程。 (6)1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆,并把这种方法应用到工程中,建造了一座蓄水池,这是应用钢筋混凝土的开端。1875年他主持建造了第一座长16m的钢筋混凝土桥。 (8)1779年英国用铸铁建成跨度为的拱桥;1826年英国用锻铁建成跨度为177m的悬索桥;1883年美国建成世界上第一座大跨钢悬索桥——布鲁克林桥;1890年英国又建成两孔主跨达521m的悬臂式刚架桥,这样,现代桥梁3种基本形式(梁桥、拱桥、悬索桥)相继出现。 自从有了铁路以后,桥梁所承受的载重逐倍增加,线路的坡度和曲线标准要求又高,且需要建成铁路网以增大经济效益,因此,为要跨越更大更深的江河、峡谷,迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料,显然不合要求,而钢材的大量生产正好满足这一要求。 在技术方面,只是凭经验修桥,曾使19世纪80~90年代的许多铁路桥发生重大事故;从这时起,正在发展中的结构力学理论得到了重视,而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后,桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。 二十世纪以来,公路交通有很大发展。在内陆,需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中,以及在各种交通线路相交处,需要建造立交桥。在沿海,既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁,又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。 由于更多新技术新材料的出现,现代桥梁工程的发展尤其迅速,世界各国相继建造出超千米的桥梁。世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置. 世界第一的悬索桥——日本明石海峡桥,横跨日本内海,使日本神户与淡路岛紧紧相连.这座大桥全长3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏级地震.目前中国在建的一批公路桥梁,无论是桥梁的数量还是工程规模、技术难度、科技含量,都代表着当今世界的先进水平,创造了中国建桥史之最。据悉,这些桥梁主要有:阳逻长江大桥,主跨1280米的悬索桥;南京长江三桥,主跨648米的斜拉桥;润扬长江公路大桥,跨江连岛的主跨1490米悬索桥和406米斜拉桥组合;深圳湾跨海大桥,主跨180米独塔单索面斜拉桥;苏通长江公路大桥,主跨1088米的斜拉桥,居世界第一;杭州湾跨海大桥,按双向六车道高速公路标准建设,全长36公里,是世上在建最长的公路跨海大桥。一个国家同时在建这么多世界级桥梁,在世界上不多见。 桥梁需要大量修建,而人力、物力、财力有限;于是,不断提高技术水平,引用新材料、新工艺、新桥式,对结构行为进行更精确的数值分析,采用更精确的结构试验进行验证,以使桥梁建设的经济效益不断提高,已成为时代的要求。 桥梁工程学主要研究桥渡设计,包括选择桥址,决定桥梁孔径,考虑通航和线路要求以确定桥面高程,考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度,设计导流建筑物等;桥式方案设计;桥梁结构设计;桥梁施工;桥梁检定;桥梁试验;桥梁养护等方面。 在建桥材料方面,以高强、轻质、低成本为选择的主要依据,近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主,提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等,以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等),将继续作充分的研究,使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用,还必须在降低成本以后才有可能。 在桥梁勘察设计方面,随着交通事业的迅速发展,大跨度或复杂的桥型将不断涌现。高速公路的发展,对桥梁设计亦将提出新的要求。在桥式方案设计中,将有可能利用结构优化设计理论,借助电子计算机选出最佳方案。 在结构设计计算中,采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能;以概率统计理论为基础的极限状态设计理论,将进一步反映在桥涵设计规范中,使桥梁设计的安全度得到科学合理的保证。桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映,将愈来愈受到人们的重视:桥梁的面貌将蔚为大观。 在桥梁施工方面,对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中,将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备,借以提高质量、缩短工期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位;引用自升式水上平台克服深水基础的困难;利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基,以减少劳动强度并避免人身危险;利用高质量的焊接技术,借能推广工地焊接等,此外,装配式桥梁也将有所发展,以使结构和构件标准化,生产工业化。 在桥梁养护维修方面,要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。在桥梁维修检查中,引用新型精密的测量仪表,如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定;用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于末然,以便延长桥梁的使用寿命。 桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下,遵循适用、安全、经济与美观的原则,不断的向前发展。人们除了要求桥的功能完善,还讲求桥的外形美观、有艺术性 ,桥梁地建造将更加复杂化,更加艺术化,桥梁的未来将更加多元化,是现代桥梁更现代,还是旧式桥梁的复兴,值得期待! 中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代,到了1000多年前的隋、唐、宋三代,古代桥梁发展到了巅峰时期。公元35年东汉光武帝时,在今宜昌和宜都之间,出现了架 设在长江上的第一座浮桥。 在秦汉时期,我国已广泛修建石粱桥。世界上现在是保 存着的最长、工程最艰巨的石粱桥,就是我国于1053一1059年 在福建泉州建造的万安桥,也称洛阳桥,此桥长达800米,共47 孔,位于“波涛汹涌,水深不可址”的海口江面上。此桥以 磐石铺遍桥位底,是近代筏形基础的开端,并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体,此也是世界上 绝无仅有的造桥方法,近千年前就能在这种艰难复杂的水文 条件下建成如此的长桥,实是中华桥梁史上一次勇敢的突破。 我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵 县的赵州桥(又称安济桥),该桥在隋大业初年(公元605年左 右)为李春所创建,是一座空腹式的圆弧形石拱桥,净跨37m, 宽9m,拱失高度7.23m,在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹 拱,这样既能减轻桥身自重,节省材料,又便于排洪、增加美 观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,不仅在我国古桥是首屈一指,据世界桥梁的考证,像这样的敞肩拱桥,欧洲到19世纪中叶才出现,比我国晚了一千二百多年,赵州桥的雕 刻艺术,包括栏板、望柱和锁口石等,其上狮象龙兽形态逼 真,琢工的精致秀丽,不愧为文物宝库中的艺术珍品,我国 石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国,促进了与世 界各国人民的文化交流并增进了友谊。 1240年建造的福建潭州虎渡桥,也是最令人惊奇的一 座粱式大桥,此桥总长约335m,某些石粱长达23.7m,沿宽度 用三根石粱组成,每根宽1.7m,高1.9m,重达200多吨,该桥一直 保存至今”历史记载,这些巨大石梁桥是利用潮水涨落浮运建 设的,足见我国古代加工和安装桥梁的技术何等高超。 广东潮安县横跨韩江的湘子桥(又名广济桥)此桥始 建于公元1169年,全桥长517.95m,总共20墩19孔,上部结构有 石拱、木梁、石梁等多种型式,还有用18条活船组成的长达 97.30m的开合式浮桥,设置浮桥的目的,一方面适应大型商 船和上游木排的通过,并且也避免了过多的桥墩阻塞河道, 以致加剧桥基冲刷而造成水害,这座世界上最早的开合式 桥,柱石桥之长、石墩之大、桥梁之多以及施工条件之困难 工程历时之久,都是古代建桥史上所罕见的。。 1957年,第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建 成,结束了我国万里长江无桥的状况,从此“一桥飞架南北,天堑变通途”,桥的正桥为三联3X128m的连续钢桁粱,双 线铁路上层公路桥面宽18m,两侧各设2.25m人行道,包括引 桥在内全桥总长1670.4物,大型钢梁的制造和架设、深水管柱基础的施工等,对发展我国现代桥染技术开创了新路。 1969年胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥,这是我国自行设计、制造、施工,并使用国产高强钢材的现代大型桥梁,正桥除北岸第一孔为128m简支钢桁粱外,其余为9 孔3联,每联为3x l60m的连续钢桁粱。上层是公路桥面,下层 为双线铁路,包括引桥在内,铁路部分全长6772m,公路部 分为4589m,桥址处水深流急,河床地,质极为复杂桥墩基础 的施工非常困难。南京长江大桥的建成显示出我国的建桥事 业已达到了世界先进水平,也是我国桥梁史又一个重要标 志。 在最近的1000年中,中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步,中国第一座现代化桥梁的出现距今仅100多年历史,而且是由外国人建造的。从钱塘江大桥算起,中国人自己设计现代桥梁的历史还不足70年;从南京长江大桥算起,中国人自行设计建造大型桥梁的历史仅34年。而九十年代以来,中国桥梁的成就才使我们重新无愧于祖先地站到了世界前列,这是中国桥梁建设的伟大复兴时代。改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。 1990年四川省在宜宾市建成的小南门桥,跨径达到240米,已是当时世界上中承式拱桥中跨径最大的一座。2001年11月7日,小南门大桥因吊杆锈蚀造成部分桥面跨塌,在修复过程中,技术人员对全桥进行了检测,大桥整体结构依然完好。小南门大桥所付出的代价是创新的代价,没有创新我们就不可能一睹1400年前的赵州桥。 1991年,四川省苍溪县建成了中国第一座钢管混凝土拱桥——旺苍大桥,跨径115米。在此之后的几年中,各地虽然兴建了不少钢管混凝土拱桥,但跨径始终在200米以下徘徊,直到1998年,广西壮族自治区建成了三岸邕江大桥,一举将此类桥梁的跨径提高到270米;1999年又建成了跨径220米的六景大桥。此后,在湖北、浙江和贵州等省,跨径在250米左右的钢管混凝土公路、铁路拱桥开始增多。 1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥,首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米,一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此,其拱顶桥面至水面高度达263米,居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险,主孔分108个桁片预制,运用桁架伸臂法悬拼架设,两岸引孔为桁式刚构,全桥轻盈简洁,凌空飞渡,气势不凡。 1997年重庆万县长江大桥建成。大桥位于万州区(原万县市)黄牛孔处,是上海至成都高速公路跨越峡江天险的特大型拱桥。大桥一跨飞渡长江,全长 米,主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱型混凝土结构,主跨420米,桥面宽24米,为双向四车道,是1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥,首次突破了中国混凝土拱桥跨径 300米大关,达到330米,一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如此,其拱顶桥面至水面高度达263米,居中国各类桥梁之首。大桥一跨飞跃乌江天险,主孔分108个桁片预制,运用桁架伸臂法悬拼架设,两岸引孔为桁式刚构,全桥轻盈简洁,凌空飞渡,气势不凡。 华夏第一桥——江阴长江公路大桥,是我国“八五”规划的“两纵两横”国道主干线中沿海主骨架的跨江工程,是目前 中国第一、世界第四大跨径钢悬索桥。大桥由桥塔、主缆、锚旋和钢箱梁等主要部件组成。大桥全长3071 米,主跨1385米;桥面宽33.8米,双向六车道,设计车速100公里/小时;通航净空为50米,可通行五万 吨级巴拿马型散货轮。江阴长江公路大桥的两根主索,各长2400多米,直径近1米,每根重1.4万 多吨,主索用127根直径5.3毫米的钢丝搅成索,再由169股钢索组成主索。主桥每边有85个吊杆,每个吊杆2根,用以连结主索和桥面。 两岸索塔标高为196.236米,相当于65层搂高。北塔基长43.5米,宽73.5米,下有123根近90米长的基础桩。北锚的混凝土陈井平面长69米,宽51米(面积相当于一片足球场大)。沉入地面58米,被称为世界第一大沉井。江阴长江大桥于1994年11月22日正式开工,1999年10月1日胜利通车,名列“中国第一,世界第四”。 改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。

对混凝土桥墩开裂的原因及对策分析论文

摘要:

近年来,随着城市公路交通量的增加,公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和,考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构,且大多为建国后所建,桥龄基本在40年左右,这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温度,防止混凝土裂缝的产生,因此,施工前要制定针对大体积混凝土施工的技术方案,即防止混凝土产生温度裂缝的预案。针对方形桥墩易于开裂的问题,本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述,并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析,根据分析结果提出相应的处理对策。

关键词: 桥梁工程方形桥墩裂缝对策

引言:

根据相关病害调查,桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一:桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件,不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩,有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁(根据混凝土结构缺损状况评定标准,墩台部件权重约占全桥的50%)的安全性、实用性、耐久性和美观。

裂缝形成原因归结为温度裂缝,温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

1、裂缝成因。

分析桥墩病害的主要表现形式为:混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中,裂缝作为混凝土结构的主要病害之一,其成因复杂繁多,裂缝划分无严格界限,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素,其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含:桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因,拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。

(1)桥墩设计。

桥墩在设计阶段,结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符,内力与配筋计算错误,结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。

(2)桥墩施工。

桥墩施工过程中,水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。

①水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热,受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响,桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩,内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力,当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时,会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。

②施工工艺。

在桥墩浇注、起模等过程中,若施工工艺不合理、质量低劣,可能产生各种形式的'裂缝,裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异:模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实、不均匀,也会引发蜂窝、麻面等缺陷;混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝;混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。

(3)桥墩运营。

桥梁在运营阶段,交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,则应特别注意,往往是结构达到承载力极限的标志。此外,环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视,引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括:年、月温差、日照变化、骤降温差等,尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。

2、裂缝对策研究。

混凝土不可避免地带裂缝工作,裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力,并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等,甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而,针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因,进行控制对策的研究,列述如下。

(1)设计阶段。

在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下,可选择尺寸较小的圆形截面桥墩,以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值,从而降低其开裂风险。此外,在桥墩四周加防裂钢筋网,配筋除满足承载力及构造要求外,应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋,以提高钢筋控制裂缝的能力。

(2)施工阶段。

①水化热。

认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。可见,水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应,可采取以下措施以改善并控制开裂情况:在满足设计强度的前提下,尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土;采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂,其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果,也可提高自身抗裂性。此外,对墩身内部布设冷水管以循环降温。

②入模温度。

降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的,混凝土从塑形状态转变为弹性状态时,浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升,使得温度应力更大。

③其它。

桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性,可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载;混凝土的振捣密实、均匀,可有效防止收缩裂缝,不可过捣,否则造成混凝土离析;拆模不应太早,混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护,使水泥水化作用顺利进行,以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括:覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。

(3)运营阶段。

运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容:对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者,若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响,桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析,圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优,因而,可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。

除此,可在温度骤降前期或初期,于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者,虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施,但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定,公路桥墩裂缝缝宽>,铁路桥墩裂缝缝宽>以下的局部收缩裂缝,须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝,由变形变化所引起的裂缝,其无承载力危险,可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

混凝土桥墩工程中,多属于大体积混凝土工程,较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作,可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文,相同体积情况下,满足强度、刚度、稳定性要求后,圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小,因而建议桥墩设计采用圆截面。

公路桥梁工程试验检测技术研究论文

近几年,我国的公路桥梁工程中的试验检测技术取得了很好的发展,但是在实际的工程施工中,试验检测技术还是没有得到应有的重视,这样就致使了我国的公路桥梁事故的频发。通过这些施工事故,我们可以得出要想保障公路桥梁的施工质量,最为保险的一项工作就是要进行公路桥梁施工的试验检测。本文针对公路桥梁施工中的试验检测技术的应用从三个方面进行叙述。第一个方面是简单阐述公路桥梁工程中试验检测技术的应用重要性;第二个方面是简要阐述公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体原因和相关的内容。第三个方面是简要阐述公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体的技术点。下面进行详细的介绍。

一、公路桥梁工程中试验检测技术的应用重要性

关于公路桥梁工程中试验检测技术的应用重要性的阐述,本文从四个方面进行阐述。第一个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用是对整个桥梁工程的施工质量的一种保障。第二个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够找出施工中应用的正确的施工材料,节约了施工的成本。第三个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用可以推进这项新技术的发展和推广。第四个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够检测工程中使用的材料的优劣性。下面进行详细的叙述。(1)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用是对整个桥梁工程的施工质量的一种保障。我们在进行公路桥梁的试验检测应用是要采集相关的检测理论,并且要熟练的掌握试验检测的相关的操作技能和有关的公路桥梁的知识,只有这样才能够进行较为准确的试验检测数据。这些数据主要包含了施工的工程参数,施工中的质量控制参数和施工结束时的验收评定数据等等。(2)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够找出施工中应用的正确的施工材料,节约了施工的成本。通过公路桥梁的`施工中的试验检测技术的应用,我们可以甄别施工用的材料的特性,这样可以通过施工现场的条件来进行材料的选取和供应。这样就会减少施工材料的运输时间和采买成本。通过试验检测我们可以大幅度的降低工程的实际造价。同时还可以就地取材,通过试验可以很准确的得出当地材料的基本信息,是否符合我们施工中的要求等。(3)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用可以推进这项新技术的发展和推广。在试验检测技术的应用中,我们可以使用新型的工艺和新型的材料来进行公路桥梁的施工。我们要通过新型的技术的应用来判断这种新技术的可行性和有效性等特性,为我们的公路桥梁的施工提供更多的可能。整体推进施工的进程和施工进度及施工质量。(4)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够检测工程中使用的材料的优劣性。我们通过试验的新型技术来辨别施工用的材料的质量的好坏,进而我们可以总结出来一套相关的鉴别材料优劣的手段,这样对于提升公路桥梁施工的质量有很大的帮助。

二、公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体原因和相关的内容

关于公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体原因和相关的内容的阐述,本文主要从两个方面进行阐述。第一方面是公路桥梁施工中的试验检测技术的应用具体原因;第二个方面是公路桥梁施工中的试验检测技术的相关的内容。下面进行详细的叙述。(1)简述公路桥梁施工中的试验检测技术的应用具体原因。首先是试验检测技术的应用可以为公路桥梁的施工提供充足的施工和设计的材料;其次是试验检测技术的应用能够提升公路桥梁的质量要求,可以通过试验给出桥梁承载力的最大值,提升桥梁的质量。第三是试验检测技术的应用可以提前检测出施工过程中的施工质量事故,排除施工质量的隐患。第四是试验检测技术的应用可以提升施工的质量规范要求。最后是试验检测技术的应用能够为公路桥梁的施工提供正确的设计标准。(2)简述公路桥梁施工中的试验检测技术的相关的内容。试验检测技术主要是检测施工中的使用材料,包括石沙和混凝土等,还包括成品和半成品等。我们通过这些材料的检测得出最优的施工用材料。对于不合格的施工用材料进行打废处理。我们在这一个过程中,要严格的按照相关的程序进行试验检测。

三、公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体的技术点

关于公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体的技术点的阐述,主要是通过简述试验检测技术中的静载试验技术。简述试验检测技术中静载试验的试验主要技术点。首先,我们要进行三种变形的监测和试验。我们要对桥梁的竖向挠度,桥梁的侧向挠度及桥梁的扭转变形量这三个数据进行实时的监控。我们在进行桥梁的钢结构的相关检测时,我们要至少采用三个试验点来进行相关的试验,并且我们要通过实验来得出最大值和最小值,通过比较来得出相应的施工应力区间,总结得出桥梁的偏载特性。其次,我们要详细的检查桥梁的本体是否出现裂缝。我们应该采用相关的技术设备来检测初始的裂缝,通过设备的检测,我们可以得出相应的载荷值,我们要对裂缝的位置,长短发展的方向及闭合情况进行详细的记录。如果在试验中,我们没有得到预期的最大负荷值,我们要停止相关的负荷试验,只是进行裂缝的观察,通过经验来完成相关的载荷的收集工作。如果我们在试验中遇到结构较为复杂的桥梁,我们要对桥梁的静载试验作出详细的记录,要观察应力载荷的变化的趋势,并且要对桥梁的制作进行结构上的评定,对伸缩量和伸缩角度进行试验。

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道路裂缝检测论文

道路桥梁施工中存在的问题及对策论文

摘要:在道路桥梁建设大军的长时间共同努力下,我国道路桥梁建设取得了飞速发展的局面,形成了对交通发展和经济建设的有效支持。研究力图通过对道路桥梁施工的深层次研讨希望得出强化道路桥梁施工的科学结论和有效对策,在分析道路桥梁施工的过程和实际问题的前提下,从大的方向和基础性的细节提供了建立道路桥梁施工质量控制的目标体系,强化道路桥梁施工的养护环节等措施,为道路桥梁建设提供了建设性的建议。

关键词:道路桥梁施工;施工质量;养护;专业技能;素质;管理;技术

道路桥梁是交通网络实现系统延展和体系扩展的核心性公路构筑物,不但对交通网络建设,而且对整个社会和生活发展有着直接而重要的保障功能。一直以来道路桥梁存在表面上的裂缝、锈蚀等质量问题的困扰,在内部存在破坏、脆弱等隐患的制约,导致道路桥梁施工的目标难于全面达成,甚至形成了道路桥梁的功能性与安全性缺失。新时期的道路桥梁施工要有对问题的防范、解决和控制意识,要抓住技术、管理两个主要维度,重新认识道路桥梁施工问题的产生、积累和爆发的逻辑顺序和过程原因,形成有针对性的道路桥梁施工对策,规范道路桥梁施工的过程、细节和重点,保障道路桥梁施工更加安全、高效、经济。

1 道路桥梁施工过程中存在的基本性问题

道路桥梁工程表面裂缝

同理来讲道路桥梁混凝土材料一般本身都具有一定的泌水性和反水能力,再加上重力、荷载、温度等因素的作用下会有道路桥梁裂缝的出现。这些裂缝裂缝不仅直接影响桥梁的使用性能,而且还会形成对桥梁外观结构和表面质量的影响,直接削弱了桥梁结构的强度和刚度,甚至增加了道路桥梁施工过程中工程事故的发生率和影响程度。在建筑工程施工的过程中我们可通过永久式的伸缩方式控制温度的变化,减少混凝土浇筑施工中产生裂缝的可能性。

但是在建筑工程施工中很多情况下都会导致裂缝的出现,主要是收缩应力的问题,而结构长度问题是决定收缩应力的主要因素。因此在建筑工程施工中设计时,要考虑裂缝会产生的一些原因,同时也要依据自身的一些实际情况进行具体分析,使用最安全有保障的设计方案。

道路桥梁结构锈蚀

道路桥梁施工中一般会采用大量的钢筋和钢结构作为工程的主要材料和结构形式,钢筋和钢结构的状态和质量直接决定道路桥梁的外观、行车和安全。由于钢铁在材料上具有理化性质活跃的特点,出现道路桥梁的钢筋和钢结构锈蚀就成为常见的现象和普遍的问题。例如:在钢筋切割、焊接、浇筑的过程中没有必要的打磨、涂刷、处理和防护,导致钢筋内部全面暴露在自然大气之中,出现水分、氧气的双重影响,进而出现道路桥梁钢筋的深层次锈蚀。在钢结构的施工、安装过程中没有对钢结构的.有效防护,出现了钢结构电化学腐蚀和长期锈蚀,影响了钢结构的外观和结构性能。

2 解决和处理存在于道路桥梁施工问题的基本对策

建立道路桥梁施工质量控制的目标体系

工程施工中强化质量目标是第一要务,通过质量的控制不但可以确保道路桥梁施工的环节,而且有利于方法问题的出现,做到对道路桥梁施工综合地整治和全面地控制。在道路桥梁施工前要以质量作为目标进行体系构建,实施严格的道路桥梁施工质量评定、监督和管理措施,特别对于道路桥梁施工的典型性问题要加强事先分析和事中控制,并制定预先管控和实时管理的措施和做法,使道路桥梁施工能够顺应质量的要求、工程的需要和建设的方案,在完善道路桥梁施工质量目标控制体系的基础上,使道路桥梁施工既能够满足设计和建设需求,同时也能为道路桥梁建设提供质量、目标和体系上的保障。

强化道路桥梁施工的养护环节

从上文的分析我们可以得出一个基本的经验,那就是若在养护环节做到有效强化,那么无疑对道路桥梁施工的问题将会有着全面预防和有效整治的价值和功能。在道路桥梁施工中必须加强路面、附属设施的养护,特别对桥涵结构、隧道工程、基础道路等方面,更应该加强重点的养护工作,制定出道路桥梁施工中道路桥梁工程的养护策略,建立道路桥梁施工中道路桥梁工程的监测和维护制度,强化道路桥梁重点部位和核心环节的养护工作,将道路桥梁施工的问题和隐患做到全面防护,在专业养护和广泛管理的基础上,实现道路桥梁施工的全面强化,进而形成道路桥梁施工的组织、技术和体系资源,通过专业检查、定期检验和经常监督的措施,落实好道路桥梁施工的质量、效率、成本和效益目标。

强化道路桥梁施工参与者的专业能力

专业能力和素养是高质量道路桥梁施工的前提,培养、引进高水平、高素质的专业人才是提升道路桥梁施工参与者能力,提高道路桥梁施工水平,实现道路桥梁施工目标的基础。作为道路桥梁施工队伍首先要提升管理人员的组织能力和专业素养,通过提拔骨干、引进人才的方式,不断补充和加入道路桥梁施工管理队伍的新鲜血液,整合专业素质、道路桥梁施工要求、管理工作细节等各方面要素,有规划、有步骤地提升道路桥梁施工管理人员的专业水平和能力。在道路桥梁施工中还要提升监管队伍的建设质量,全面提升道路桥梁施工监管环节的效能,引入第三方的专业特长,整合道路桥梁施工的细节、过程,通过专业化的操作和控制有效确保道路桥梁施工的全面开展与合理进行。

3 结语

对道路桥梁施工的教训和经验告诉我们,复杂的道路桥梁施工过程和技术工种的高度交叉形成了道路桥梁施工质量的复杂影响与制约体系,必须从环节、体系的角度出发,保障道路桥梁施工的环节和过程顺利地开展,解决施工建设存在的隐患与问题,提升道路桥梁施工质量,确保道路桥梁施工安全,找到保障道路桥梁施工的路径和机制,使道路桥梁施工真正形成保障体系,让道路桥梁建设的明天越来越好。

参考文献

[1] 汤继银.道路桥梁施工中应注意的问题分析及防治措施[J].中国城市经济,2010(09).

[2] 杨云彪.浅谈道路桥梁施工中应注意的问题[J].中国高新技术企业,2009(12).

高速公路路面病害防治论文

摘要:随着科学技术的发展以及改革开放政策的实施,带动了我国社会经济的不断进步,加快了我国城市化进程的脚步,城市化的深入发展使得我国的交通行业有了更快的发展,不仅增加了城市的桥梁建设,也增加了城市、乡村之间的道路建设。文章作者重点对高速公路路面病害主要的类型进行总结,对病害形成原因进行分析,以及提出了解决路面病害有效的防治措施。

关键词:高速公路;路面病害;类型;因素;防治措施

现阶段,我国高速公路的基本都是沥青材料铺筑的路面,这是由于沥青材料具有较好的力学性能以及很好的耐用能力,可以让行驶的车辆有着更高的舒适感以及安全性能。而在我国经济高速发展同时车辆的数量急速增长,使得高速公路车流量的加大,因此高速公路容易出现一些损坏的现象,即“路面病害”,出现这些“路面病害”时就要及时维修维护,从而大大的减少了高速公路上的车流量,直接影响到国民经济,最重要的是给行驶的车辆带来一定程度的安全威胁,容易造成人员的伤亡,因此要采取一定的措施以减少“路面病害”的现象。

1高速公路路面病害主要的类型

裂缝

裂缝包括纵向裂缝和横向裂缝两大类。与纵向裂缝相比横向裂缝的情况更为严重,横向裂缝产生的原因主要是由温度应力作用所引起的。横向裂缝的宽度、长度会随着时间的增长而发生变化,一旦当路面的抗裂能力降低到一定程度时,高速公路上温度裂缝的数量便会不断的增加,从而严重的影响了高速公路路面行车的安全性。

车辙

高速公路路面车辙主要是在车辆行驶荷载的反复作用下使路面产生出永久性变形积累形成的带状凹槽。高速公路路面上一旦出现车辙会导致路面平整度下降,当车辙达到一定深度时,便会在凹槽内形成大量积水非常容易引起交通安全事故。

坑槽

坑槽的成因主要是施工时路面空隙率过大,雨水渗入,沥青的'粘合度被破坏,出现油石分离,容易产生坑槽。另外,路基路面遭到破坏后,车辆荷载作用下也会形成坑槽。沉陷也是坑槽形成的一种现象。

波浪以及拥包

公路施工时沥青分布不均匀,油石粘合度降低,车载时路面反复受撞击就会形成局部受力不均匀,形成波浪。如果沥青过多稠度较低,或者是沥青混合料配合比不科学,车载时会对路面形成水平推力,路面局部隆起成拥包。翻浆由于路面排水能力差,雨水渗透使部分基层软化,或者是基层用料不当,细料过多,在荷载情况下,就可能造成翻浆。如果是低温时基层遭遇水渗透,会出现冻胀,当温度升高时化冻,会导致基层局部疏松,荷载之后也会引起翻浆。

2高速公路路面病害形成原因

地基的沉降

高速公路的沿线一般都会很长,所以在某一些特殊的路段难免会出现一些含水量过高的情况,另外高速公路相关设计人员有时没有到现场细心勘察地质问题与查找相关资料,就不知道哪些路段在建设过程中刻意的采取哪些措施来进行解决,因此就会导致高速公路的某些路段的含水量较高,从而引起高速公路地基承载能力的差异,进而使得高速公路路段的不均匀沉降现象的发生,为高速公路纵向开裂的产生提供了一些有利条件。

施工的因素

由于高速公路相关的设计人员没能仔细进行资料的审查以及整体结构的合理性设计,导致整个高速公路的路面建设缺乏一定的科学性与合理性,这是高速公路路基厚度严重不足的根本原因,再加上高速公路施工单位在进行建设时,施工人员的工作素质不高,混合材料在搅拌时没有搅拌均匀,使得混合材料在其底部仍然存在大量的素土夹层或者存在不均匀的材料,以这种材料建设的高速公路,就会很容易出现因路基的压实度不均匀而导致的“路面病害”现象的发生。

行车载荷的原因

高速公路上行车的负荷过载是导致高速公路容易出现车辙病害的主要原因之一,在高速公路的通行中,经常会出现一些重载的车辆,在加上高速公路通过的车流量较大,就使得路面受到载重的损害较为严重,当路面的荷载能力在行驶车辆的作用下不断加大,超出高速公路最大的荷载能力时,路面就产生一些大小不等、程度不一的车槽,这就是高速公路出现“路面病害”最主要的原因之一。

3高速公路路面病害有效的防治措施

裂缝的防治措施

首先,在高速公路路基分层填筑时,就必须加强对公路路基分层填筑的质量以及压实的密度进行谨慎、仔细的检查,对于高速公路建设过程中不合格的位置重新进行补充及做好施工的防止裂缝工作,这样有效减少高速公路路基发生裂缝的机率,极大的减少了高速公路路面在使用过程中裂缝出现的数量;其次,在高速公路出现裂缝时,先对裂缝的宽度进行测量,对于3毫米以下的裂缝,可以不需要做处理;对于处在3毫米与5毫米之间的纵向裂缝,则需要将裂缝出现的位置进行清扫,压缩空气吹净,然后用沥青堵住;对于大于5毫米的裂缝,则需要将裂缝上、中部分的面层刨除,然后对裂缝进行填充;若裂缝小于6毫米则不需要直接灌缝,对于6毫米以外的裂缝则需要先阔缝,在清洁,最后灌缝养生。

车辙的防治措施

第一,选择合适达标的材料来进行施工,通常情况下,根据现阶段公路施工技术的发展,一般都是选择表面粗糙、嵌挤作用好的材料以及含蜡量较低的沥青作为施工材料;第二,在温度偏高的季节和天气限制高速公路上行驶车辆的数量以及行驶车辆的载重,尽最大可能的对高速公路的路面进行维护和保养,在进行车辙的修复时,要采用小型铣刨机铣上面的4厘米,宽度为整个车道,再重新铺筑路面,以达到平整路面的效果;第三,在沥青路面上的不稳定层时,要将路面拉毛,然后重新铺设路面;第四,采用骨架密实结构的粗集料间断级配沥青混合料做路面表面层,可以有效的提高沥青路面对于高温天气的稳定性,进而减少车辙现象的发生。

坑槽的防治措施

坑槽的修补方法有热补法和冷补法两种。冷补法时先量深度,在划出范围,再切槽,然后对其进行清洁,接着喷灯烤干烤热,最后将预先准备好的热料补至坑槽中。对于厚度大于6厘米的坑槽要进行分层填筑,在填筑结束后应从外向内的对其进行碾压处理。以夯实修补的路面,在对坑槽进行热补法时,首先对将要进行修补部位进行加热,当修补地面软化后,将准备好的热料放置其中进行修补,同样也是从外向内的进行碾压工作,与冷补法相比,热补法的方式更为简单、方便。

4结束语

通过文章的叙述,可以得出以下结论。由于沥青具有较好的力学性质以及较高的舒适度和安全性,因此,沥青是目前高速公路常见的建筑材料,但是随着高速公路的不断运营,流经车辆的不断增多,高速公路的耐久性逐渐的降低,逐渐的出现了“路面病害”的现象,这不仅影响了交通运输带来的不便,更为严重的是威胁到人们出行的安全。因此我们不断努力探索与总结“路面病害”的原因所在,积极采取一些有效的预防措施。

参考文献

[1]冀正,孙正卿.探究高速公路路面病害处治措施[J].民营科技,2013(4):302.

[2]吴长添,方精思.高速公路沥青路面病害养护防治分析[J].公路与汽运,2006(1):39-41.

[3]韩亚林,汪涛.关于高速公路路面病害及其防治措施探讨[J].中华民居(下旬刊),2014(10):272-273.

[4]秦贵元,阎红伟.夏汾高速公路路面病害调查分析及防治措施的研究[J].山西交通科技,2008(1):14-16.

[5]吕华强.高速公路水泥混凝土路面质量、病害问题成因及防治措施[J].北方交通,2013(S2):68-70.

作者:周明永 单位:睢宁县公路管理站

混凝土裂缝检测论文

水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

对混凝土桥墩开裂的原因及对策分析论文

摘要:

近年来,随着城市公路交通量的增加,公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和,考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构,且大多为建国后所建,桥龄基本在40年左右,这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温度,防止混凝土裂缝的产生,因此,施工前要制定针对大体积混凝土施工的技术方案,即防止混凝土产生温度裂缝的预案。针对方形桥墩易于开裂的问题,本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述,并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析,根据分析结果提出相应的处理对策。

关键词: 桥梁工程方形桥墩裂缝对策

引言:

根据相关病害调查,桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一:桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件,不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩,有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁(根据混凝土结构缺损状况评定标准,墩台部件权重约占全桥的50%)的安全性、实用性、耐久性和美观。

裂缝形成原因归结为温度裂缝,温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

1、裂缝成因。

分析桥墩病害的主要表现形式为:混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中,裂缝作为混凝土结构的主要病害之一,其成因复杂繁多,裂缝划分无严格界限,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素,其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含:桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因,拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。

(1)桥墩设计。

桥墩在设计阶段,结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符,内力与配筋计算错误,结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。

(2)桥墩施工。

桥墩施工过程中,水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。

①水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热,受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响,桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩,内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力,当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时,会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。

②施工工艺。

在桥墩浇注、起模等过程中,若施工工艺不合理、质量低劣,可能产生各种形式的'裂缝,裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异:模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实、不均匀,也会引发蜂窝、麻面等缺陷;混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝;混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。

(3)桥墩运营。

桥梁在运营阶段,交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,则应特别注意,往往是结构达到承载力极限的标志。此外,环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视,引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括:年、月温差、日照变化、骤降温差等,尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。

2、裂缝对策研究。

混凝土不可避免地带裂缝工作,裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力,并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等,甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而,针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因,进行控制对策的研究,列述如下。

(1)设计阶段。

在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下,可选择尺寸较小的圆形截面桥墩,以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值,从而降低其开裂风险。此外,在桥墩四周加防裂钢筋网,配筋除满足承载力及构造要求外,应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋,以提高钢筋控制裂缝的能力。

(2)施工阶段。

①水化热。

认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。可见,水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应,可采取以下措施以改善并控制开裂情况:在满足设计强度的前提下,尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土;采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂,其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果,也可提高自身抗裂性。此外,对墩身内部布设冷水管以循环降温。

②入模温度。

降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的,混凝土从塑形状态转变为弹性状态时,浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升,使得温度应力更大。

③其它。

桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性,可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载;混凝土的振捣密实、均匀,可有效防止收缩裂缝,不可过捣,否则造成混凝土离析;拆模不应太早,混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护,使水泥水化作用顺利进行,以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括:覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。

(3)运营阶段。

运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容:对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者,若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响,桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析,圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优,因而,可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。

除此,可在温度骤降前期或初期,于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者,虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施,但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定,公路桥墩裂缝缝宽>,铁路桥墩裂缝缝宽>以下的局部收缩裂缝,须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝,由变形变化所引起的裂缝,其无承载力危险,可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

混凝土桥墩工程中,多属于大体积混凝土工程,较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作,可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文,相同体积情况下,满足强度、刚度、稳定性要求后,圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小,因而建议桥墩设计采用圆截面。

混凝土裂缝原因分析 在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已经稳定,若仍处于发展过程,要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有: 裂缝的现状调查(裂缝类型和宽度);有无病害(漏水、钢筋锈蚀);产生裂缝的经过(发生时间和过程);设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查(钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀);地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。 混凝土裂缝的处理 1.表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏 2.填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。 3.灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。 4.结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等.

桥梁裂缝研究现状论文

浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要:通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(~)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(~)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措施是:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

砼墙体纵向微细裂缝调研处理方案(二) 关于主楼内核心筒大墙体砼墙产生纵向细微裂缝,分析调研处理问题,9月1日已按有关专业人士建议,我项目部已向工程部监理申请试行。在9月2日浇筑十二层墙柱中未见有很好效果,还是避免不了产生纵向细微裂缝,至于微细裂缝在砼墙体在长于5米以上,墙厚450以上高强度砼墙要完成克服处理完善是很难。在混凝土结构上是属于收缩现象,也属通病,目前在世界上,中国上都在调研。现在工程部,监理要求我施工单位多方面调研,我作为施工方配合调研,是应尽力配合调研。但要我施工单位调研能有100%的效果是不敢担保,现经过多方调研,又根据深圳安托山搅拌站试验室主任和飞天利高级工程师再调研,在砼配合比再作调研,增加骨料和缓凝剂材料,减少粉煤灰,先确稳定砼强度,再做摸索调整。在这方面我公司也通过向有关专业人士请教,要克服裂缝处理,最大的处理方案就是从配合比调研,骨料调整适当增加,降低水化热,在这方面飞天利搅拌站厂家在9月10日作了一个C50新配合比,水泥量保持原上层重量387kg,粉煤灰100kg,比原更少29kg,砂769kg,比原增加11kg,碎石1050kg比原增加57kg,水减少10kg,外加剂增,我项目部经研究认为在保证水泥容量,适当增加骨料,对降低水化热,减少收缩方面效果可能是会好一些,所向工程部、监理申请下一歩施工按新配合比施工,对浇筑技术加强管理,保持

写作思路:可以根据现如今中国桥梁建设的发展水平进行阐述,可以从技术创新体制建设方面这个角度出发进行描述,中心要明确等等。

正文:

现如今,我国的桥梁建设事业飞速发展,如何利用现有的设备来满足人民对交通便利的需求,成为桥梁建设所要面对的主要问题。相信随着施工施工技术的发展、经验的积累及计算软件的普及,会出现更多更好的公路桥梁施工方法。

由于我国仍处于社会主义初级阶段,我国桥梁施工单位与其他一些企业一样,工作任务仍要靠上级直接下达命令,所要做的科研项目和技术改进还要靠有关部门立项拨款才可进行后续工作,而当桥梁施工完成后又往往束之高阁,只有一小部分能产生应有的可观效益。自从中国加入世贸组织以来,由于受国际关系的影响,我国桥梁建设行业与真正的国际标准要求还是存在很大的距离。这使得企业在桥梁施工的技术创新方面的紧迫感和积极性都大打折扣。

首先,在技术创新体制建设方面出现了缓慢进展的局势。虽然国家有关部门已经明令要求大型桥梁施工单位要建立以技术为中心的一种系统的创新体系,但仅仅有一小部分的企业响应了国家的号召,大部分桥梁施工单位仍选择维持旧有的施工技术体制,甚至有些企业仅仅在表面上建立了技术中心,而实际上却没有按新的体系运行。

其次,桥梁施工单位对技术创新工作的重视程度还是不够。由于施工建设市场的不完善和一些不良的施工风气的影响,许多人认为只要能拿下桥梁施工工程就可以把一系列的任务都能完成,这也就造成了他们重经营轻技术问题的产生。

除了以上两个方面,施工技术创新的投入还是不够。这也就导致了技术创新的积极性不够,多数桥梁施工单位对于科技的投入量不够,技术进步速度受到不同程度的影响,造成了产业升级相应滞缓。

施工人员可以利用强制式来对混凝土的拌制,需要注意的是拌制时间一定要达到施工要求,拌制时间既不能太长,也不能太短。因为搅拌时间如果过短,那么混凝土的混合将不会均匀,而搅拌时间如果过长,那么将会破坏混凝土原材料的结构。

同时,在混凝土搅拌的过程中,一定要严格的控制加水量和外加剂的用量。只有科学的控制水灰比例,减少混凝土的干缩量。只有把混凝土拌制均匀,才能达到混凝土的设计强度,从而满足桥梁施工的需要。

良好的混凝土施工技术不仅能降低混凝土内部的温度,还能减少混凝土的内外温差,这样会使由温度造成的裂缝产生几率得到降低。施工人员可以利用插入式振动器的振实来进行混凝土浇筑的过程,在这个环节,是不允许过振现象所导的混凝土表面粗、细集料离析而靠近模板的混凝土表面集料集中问题的出现,也要注意不可产生漏振而使混凝土表面产生麻面、蜂窝、孔洞、裂缝等质量问题。

在每次地振捣部位振动直到混凝土停止下沉不再冒出气泡、表面呈现平坦泛浆,才可以徐徐提起振动器。总之,混凝土的振捣应引起施工人员足够重视,只有混凝土振捣的结果符合要求,才能使桥梁的施工质量得到保证。

裂缝是桥梁施工的主要病害,那么对于防止裂缝产生的关键在于混凝土的养护。混凝土浇筑收浆完成后应及早进行洒水养护,保持混凝土表面处于湿润的状态。由于水泥在水化过程中产生很大的热量,混凝土空心板在浇筑完成后必须在侧模外喷水散热,以免混凝土由于温度过高,体积膨胀过大,在冷却后体积收缩过大产生裂缝。

在桥梁工程的施工期间,预应力的检查结果一切正常。但在后期的相邻标段的现浇梁施工时,却发现梁顶面的高程出现异常,这很可能是由于边墩顶内侧支座脱空造成的。在对桥梁预应力问题的处理中,桥梁施工单位面临着巨大的压力, 桥梁的基础、桥墩、现浇梁施工的各个工序都会造成预应力问题的发生。

在桥梁可以通车后,气温回升会造成桥梁弯处梁不同程度发生了支座脱空现象, 使桥面伸缩缝受到严重的损害而使路面无法正常行车。支座脱空的处理方法是十分困难和复杂的,需要将箱梁整体起顶后进行支座位移,同时要对墩帽及桥墩进行加宽处理,基础要增加钻孔桩。匝道被迫封闭,处理时间长达半年。

局部蜂窝问题的产生主要是因为混凝土结构强度大大降低了结构的严密性,其疏松的结构强度几乎达到了最低点。在桥梁的使用过程中,如果发生局部蜂窝问题,会导致它所承受能力极大地减少,并且遭受腐蚀而造成重大的损伤的几率更大,大大地降低了桥梁施工工程的承载力和耐久性。

现如今,我国的桥梁施工建设如火如荼,如何利用现有的施工技术来满足人民对交通便利的需求成为桥梁建设所要解决的主要问题。相信随着施工技术的发展、经验的积累,会出现更多更好的桥梁施工方法,为国家和人民的财产安全提供更有效的保障。

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