《变形缝设置专题》PPT课件.ppt

12009年 04月 1 二 .温 度 变 形 缝 的 设 置一 .变 形 缝 定 义三 .沉 降 缝 的 设 置四 .无 锡 轨 道 交 通 结 构 缝 的 设 置 1 由 于 温 度 变 化 、 地 基 不 均 匀 沉 降 或 地 震 因 素 的影 响 ， 易 使 建 筑 发 生 变 形 或 破 坏 ， 故 在 设 计 时 应 事先 将 房 屋 划 分 成 若 干 个 独 立 部 分 ， 使 各 部 分 能 自 由独 立 的 变 化 。 这 种 将 建 筑 物 垂 直 分 来 的 预 留 缝 成 为变 形 缝 。 包 括 沉 降 缝 、 伸 缩 缝 和 防 震 缝 。 在 地 铁 结 构 中 ， 由 于 受 到 地 震 因 素 的 影 响 较 小 ，变 形 缝 通 常 指 沉 降 缝 和 伸 缩 缝 。 一 、 变 形 缝 定 义 1 地 铁 设 计 规 范 （ GB50157-2003） 对 主 体 结 构 变形 缝 的 设 置 作 了 以 下 规 定 (规 范第 10.6.1条 第 1款 )：1、 地 下 结 构 应 设 置 温 度 变形 缝 。 缝 的 间 距 可 根 据 施 工 工 艺 、使 用 要 求 、 围 岩 条 件 以 及 运 营 期间 地 铁 内 部 温 度 相 对 于 结 构 施 工时 的 变 化 等 ， 参 照 类 似 工 程 的 经验 确 定 。 地 铁 规 范二 、 温 度 变 形 缝 1 第 9.1.1条 钢 筋 混 凝 土 结 构 伸 缩 缝 的 最 大 间 应 符 合 下 表 规 定 ：钢 筋 混 凝 土 结 构 伸 缩 缝 最 大 间 距 (m) 表 9.1.1结 构 类 别 室 内 或 土 中 露 天排 架 结 构 装 配 式 100 70框 架 结 构 装 配 式 75 50现 浇 式 55 35剪 力 墙 结 构 装 配 式 65 40现 浇 式 45 30挡 土 墙 、 地 下 室 墙 壁 等 类 结 构 装 配 式 40 30现 浇 式 30 20 混 凝 土 规 范 二 、 温 度 变 形 缝 1 第 9.1.3条 对 下 列 情 况 ， 如 有 充 分 依 据 和 可 靠 措 施 ，本 规 范 表 9.1.1中 的 伸 缩 缝 最 大 间 距 可 适 当 增 大 ： 1、 混 凝 土 浇 筑 采 用 后 浇 带 分 段 施 工 ； 2、 采 用 专 门 的 预 加 应 力 措 施 ； 3、 采 取 能 减 小 混 凝 土 温 度 变 化 或 收 缩 的 措 施 。 当 增 大 伸 缩 缝 间 距 时 ， 尚 应 考 虑 温 度 变 化 和 混 凝 土 收缩 对 结 构 的 影 响 。 混 凝 土 规 范二 、 温 度 变 形 缝 1 上 述 规 定 容 易 引 起 岐 义 的 地 方 在 于 ：1、 必 须 设 置 温 度 变 形 缝 ；2、 做 为 强 条 规 定 的 地 铁 规 范 中 分 缝 的 长 度 并 无具 体 规 定 ； 主 要 依 靠 工 程 经 验 。（在地铁中如果分缝距离过长，就可能导致整体单体构筑物（车站）不设置温度变形缝。）3、 都 认 为 在 采 取 一 定 的 措 施 后 ， 分 缝 距 离 可 以增 加 。同 时 还 必 须 计 算 温 度 变 化 及 混 凝 土 收 缩 对 结 构 的影 响 。 混 凝 土 规 范二 、 温 度 变 形 缝 1 1、 各 地 的 习 惯 作 法 ：1） 北 京地 下 结 构 设 置 变 形 缝 受 下 列 因 素 影 响 ：温 度 影 响 、 材 料 影 响 、 施 工 影 响 、 地 震 影响 、 地 基 影 响 。 严 格 意 义 上 ， 对 于 行 车 结构 的 变 形 缝 仅 指 纵 向 伸 缩 缝 。 规 定 如 下 ：1、 采 用 明 挖 法 施 工 的 车 站 主 体 结 构 ，一 般 情 况 下 伸 缩 缝 的 间 距 不 宜 超 过 80m。 当确 有 困 难 不 能 设 缝 时 ， 最 大 长 度 不 应 超 过120m， 但 须 有 施 工 技 术 措 施 （ 从 材 料 掺 加剂 、 施 工 缝 、 后 浇 带 、 膨 胀 带 、 混 凝 土 浇注 、 温 度 控 制 等 方 面 提 出 要 求 ） 并 经 过 专家 论 证 ， 且 单 侧 纵 向 配 筋 率 不 能 低 于 0.25%。 北 京 地 铁二 、 温 度 变 形 缝 1 这 种 方 法 较 好 地 释 放 混 凝 土 收 缩 和 温 度 变 化 在结 构 中 产 生 的 纵 向 应 力 ， 纵 向 分 布 钢 筋 的 配 置 数 量较 少 。缺 点 在 于 ：1） 对 施 工 的 要 求 较 高 ， 否 则 在 接 缝 处 容 易 出现 渗 漏 等 问 题 。2） 一 般 需 要 在 断 缝 两 侧 作 成 双 柱 或 调 整 柱 距 ，影 响 车 站 的 建 筑 布 置 。 北 京 地 铁二 、 温 度 变 形 缝 1 2） 上 海 地 铁 车 站 设 置 横 向 诱 导 缝 ， 将 可 能 产 生 的 混 凝 土 收 缩 温 差裂 缝 产 生 在 人 为 预 留 不 影 响 结 构 基 本 受 力 特 征 的 诱 导 缝 处（ 诱 导 缝 处 将 钢 筋 断 开 一 部 分 ， 使 其 强 度 较 正 常 部 位 略低 ） ， 而 且 裂 缝 宽 度 应 控 制 在 外 贴 防 水 层 和 楼 板 建 筑 装 饰层 允 许 拉 伸 的 范 围 内 ， 并 且 裂 缝 不 贯 穿 整 个 截 面 ， 保 证“ 裂 而 不 漏 ” 。 上 海 地 铁二 、 温 度 变 形 缝 1 诱 导 缝 的 间 距 宜 为 24m， 如 遇 楼 板 开 大 孔 、 侧 墙 上 有 通 道口 、 风 道 口 等 处 不 能 设 置 时 ， 缝 距 可 适 当 放 长 ， 其 中 宜 加 设 施工 缝 ， 并 适 当 增 加 纵 向 分 布 筋 。 当 缝 设 在 1/31/4跨 度 处 时 ， 顶 板 纵 梁 两 侧 各 1m范 围 内 钢 筋全 通 ， 并 且 在 该 区 域 内 应 附 加 与 原 钢 筋 直 径 、 间 距 相 同 的 钢 筋（ 纵 向 长 度 为 6m， 缝 两 侧 各 3m） ， 顶 板 其 余 部 分 、 中 板 及 侧 墙的 纵 向 钢 筋 通 过 总 数 的 1/3， 以 此 减 弱 接 缝 处 的 结 构 强 度 ；顶 板 诱 导 缝 纵 处 梁 两 侧 加 强 构 造 （ 缝 设 1/31/4跨 ） 上 海 地 铁 二 、 温 度 变 形 缝 1 底 板 的 纵 向 钢 筋 均 全 通 并 设 置 榫 槽 ， 以 防 止 底 板 产 生 竖 向 沉 降差 。 底 板 诱 导 缝 构 造 上 海 地 铁二 、 温 度 变 形 缝 1 3） 广 州 地 铁地 下 结 构 应 设 置 温 度 变 形 缝 。 缝 的 间 距 可 根 据 施 工 工 艺 、使 用 要 求 、 围 岩 条 件 以 及 运 营 期 间 地 铁 内 部 温 度 相 对 于 结 构施 工 的 变 化 等 ， 参 照 类 似 工 程 的 经 验 确 定 。 车 站 原 则 上 不 设或 少 设 缝 。只 有 在 采 取 必 要 的 工 程 措 施 ， 如 设 置 后 浇 带 、 间 隔 跳 开施 工 、 用 膨 胀 加 强 带 、 采 用 补 偿 收 缩 砼 等 ， 有 效 的 减 少 砼 的温 度 应 力 和 收 缩 应 力 ， 确 保 避 免 发 生 有 害 裂 缝 后 ， 可 以 少 设或 不 设 伸 缩 缝 。 车 站 或 隧 道 分 缝 长 度 超 过 规 范 要 求 时 ， 纵 向分 布 钢 筋 配 筋 率 应 适 当 加 大 。 广 州 地 铁二 、 温 度 变 形 缝 1 4） 从 上 述 各 地 的 作 法 中 ， 可 以 得 出 如 下 结 论 ：（ 1） 地 铁 一 般 属 超 长 结 构 ， 目 前 工 程 界 已 经 认 识到 控 制 此 类 结 构 纵 向 应 力 的 必 要 性 ；（ 2） 如 何 控 制 分 歧 较 大 ， 做 法 也 不 统 一 。（ 3） 如 果 设 置 变 形 缝 ， 极 易 引 起 缝 两 端 的 轨 道 结构 产 生 过 大 的 差 异 沉 降 而 危 及 行 车 安 全 。 在 这 种 情 况 下 ，设 计 必 须 验 算 结 构 的 纵 向 内 力 和 变 形 ， 并 采 取 可 靠 对 策 。在 采 取 一 定 的 措 施 后 ， 对 分 缝 的 间 距 都 增 加 了 。 小 结二 、 温 度 变 形 缝 1 3、 增 大 分 缝 距 离 采 取 的 施 工 措 施1） 控 制 分 段 长 度 ；控 制 分 段 长 度 的 目 的 在 于 ： 把 结 构分 为 许 多 小 段 ， 可 有 效 地 减 小 前 期 的 温度 应 力 。各 地 地 铁 对 施 工 段 的 长 度 控 制 ：深 圳 地 铁 ： 812米 ；上 海 地 铁 诱 导 缝 间 距 ： 24米 ；广 州 地 铁 ： 1624米北 京 地 铁 ： 在 伸 缩 之 间 增 加 一 到 两道 施 工 缝 。 施 工 缝二 、 温 度 变 形 缝 1 2） 设 置 后 浇 带 ；一 般 在 结 构 受 力 较 小 的 位 置 设 置 结 构 后 浇 带 。后 浇 带 的 作 法 是 一 种 扩 大 伸 缩 缝 间 距 的 有 效 措 施 ，其 目 的 就 是 把 大 部 分 的 约 束 应 力 释 放 ， 然 后 用 强 度 稍 高的 混 凝 土 来 填 充 后 浇 带 ， 抵 抗 残 余 的 收 缩 应 力 。混 凝 土 开 裂 基 本 上 可 分 为 3个 活 动 期 ： 混 凝 土 入 槽后 在 1 2天 内 达 到 温 度 峰 值 然 后 根 据 不 同 的 降 温 速 度 逐渐 降 至 周 围 温 度 此 间 混 凝 土 还 进 行 一 部 分 收 缩 ： 往 后 3-6个月 完 成 大 部 分 收 缩 (约 60 80 )： 1年 左 右 收 缩 基 本 完 成 。 后 浇 带二 、 温 度 变 形 缝 1 3） 控 制 混 凝 土 入 模 温 度 、 加 强 养 护 和 洞 口 遮 挡 ；混 凝 土 入 模 温 度 不 应 高 于 320C， 不 应 低 于 50C。 混 凝土 中 心 温 度 与 表 面 温 度 的 温 差 不 大 于 200C。 夏 季 施 工 时应 尽 可 能 在 夜 间 浇 筑 混 凝 土 。4） 及 时 回 填 。 施 工 措 施二 、 温 度 变 形 缝 1 4、 增 大 分 缝 距 离 采 取 的 设 计 措 施1） 采 用 高 性 能 混 凝 土研 究 掺 合 料 、 外 加 剂 及 配 合 比 参 数 对 大 体 积 混 凝 土水 化 温 升 和 抗 裂 性 的 影 响 ， 从 水 化 热 和 抗 裂 性 角 度 进 行大 体 积 混 凝 土 的 制 备 ， 努 力 使 内 外 温 差 控 制 在 1015 ；采 用 具 有 减 缩 或 缓 膨 功 能 的 新 型 减 水 剂 进 行 地 铁 主 体 工程 混 凝 土 的 制 备 ， 提 高 混 凝 土 的 抗 渗 和 抗 裂 性 。 设 计 措 施二 、 温 度 变 形 缝 1 2） 设 置 膨 胀 加 强 带通 过 调 整 膨 胀 剂 的 掺 量 ， 可 使 混 凝 土 获 得 不 同 的 预 压 应 力 。 根 据水 平 法 向 应 力 曲 线 ， 在 最 大 收 缩 应 力 一 处 给 予 较 大 的 膨 胀 应 力 ， 而 在两 侧 给 予 较 小 的 膨 胀 应 力 ， 使 结 构 的 收 缩 应 力 得 到 大 小 适 宜 的 补 偿 。 设 计 措 施二 、 温 度 变 形 缝 1 3） 配 筋 加 强由 于 各 地 地 铁 均 不 同 程 度 的 加 大 了 分 缝 的 间 距 甚 至 在 车 站本 体 取 消 了 温 度 伸 缩 缝 。 故 对 车 站 纵 向 配 筋 均 有 一 定 程 度 的 提高 。 北 京 地 铁 ： 单 侧 纵 向 配 筋 率 不 能 低 于 0.25%（ HRB335） 。上 海 地 铁 ： 上 、 下 侧 应 配 置 细 而 密 的 分 布 筋 ， 其 每 侧 配 筋率 为 O.25 ， 钢 筋 间 距 宜 150mm。 顶 板 与 侧 墙 交 角 处 ， 板 和 侧墙 两 侧 各 3m的 范 围 内 每 侧 纵 向 分 布 筋 可 按 O.3 分 布 。 间 距 150mm。广 州 地 铁 ： 车 站 结 构 各 部 位 的 纵 向 分 布 钢 筋 的 配 筋 率 应 不小 于 0.5%（ 双 面 ） 。 设 计 措 施二 、 温 度 变 形 缝 1 4） 温 度 应 力 的 计 算（ 1） 混 凝 土 的 收 缩 按 降 温 100C考 虑 ；（ 2） 混 凝 土 的 徐 变 按 降 温 150C考 虑 ；（ 3） 温 度 作 用 ： 按 温 差 200C考 虑 。采 用 40米 、 80米 、 143.75长 的 车 站 模 型 分 析 温 度 变 化的 影 响 。 按 最 不 利 温 差 -450C考 虑 。 温 度 作 用二 、 温 度 变 形 缝 10.8m 143.75m 0.8m主 体 结 构 平 面 图 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 双 层 双 跨 箱 形 结 构 ， 围 护 采 用 0.8m地 下 连 续 墙 ， 主 体 结构 横 向 总 宽 度 18.7m， 纵 向 全 长 143.75m。 1 0.8m5.15m6.10m0.4m0.9m 0.8m9.6m9.6m0.8m主 体 结 构 横 剖 面 图 温 度 作 用二 、 温 度 变 形 缝 1计 算 模 型 1 140米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -105kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大拉 应 力 为 0.95MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 降 温 45 ， 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 80米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -90kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大 拉应 力 为 0.8MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 降 温 45 ， 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 40米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -60kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大 拉应 力 为 0.75MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 降 温 45 ， 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 140米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -90kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大拉 应 力 为 0.8MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 、 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 80米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -80kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大 拉应 力 为 0.8MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 、 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 40米 长 顶 板 纵 向 最 大 弯 距 为 -32kN.m/m左 右 ,顶 板 纵 向 最 大 应力 为 0.3MPa左 右 纵 向 方 向 弯 矩 图 纵 向 应 力 图 顶 板 、 侧 墙 、 底 板 降 温 25 温 度 作 用 二 、 温 度 变 形 缝 1 从 分 析 结 果 来 看 ，车 站 产 生 的 弯 矩 和应 力 随 车 站 的 长 度增 长 和 温 度 的 深 高而 增 大 ， 但 增 长 变化 速 率 趋 缓 。 温 度 作 用二 、 温 度 变 形 缝 1 由 于 地 铁 结 构 自 身 的 重 量 通 常 小 于 被 挖 除 的 土 体 重 量 ， 所以 对 于 主 体 结 构 而 言 ， 一 般 情 况 下 没 有 必 要 设 置 专 门 的 沉 降 缝 。 地 铁 轨 道 结 构 采 用 整 体 道 床 基 础 ， 其 垂 直 方 向 的 允 许 错 位 一 般为 35mm， 因 此 ， 不 允 许 通 过 设 置 沉 降 缝 让 其 两 侧 的 结 构 自 由沉 降 。 地 铁 设 计 规 范 （ GB50157-2003） 对 变 形 缝 的 设 置 作 了以 下 规 定 (规 范 第 10.6.1条 第 3、 4款 )：3、 在 车 站 结 构 与 出 入 口 通 道 等 附 属 建 筑 的 结 合 部 应 设 置 变形 缝 。4、 应 采 取 可 靠 措 施 ， 确 保 变 形 缝 两 边 的 结 构 不 产 生 影 响 行车 安 全 和 正 常 使 用 的 差 异 沉 降 。 三 、 沉 降 缝 沉 降 缝 1 三 、 沉 降 缝 沉 降 缝3.图 中 直 径 2400mm雨 水 管 位 为 相 关 资 料 所 得 ， 围 护 施 工 前 需实 地 物 探 勘 测 ， 确 保 车 站 主 体 与 管 位 的 安 全 施 工 距 离 。Ls=35.000R=1215.000 XDK3 HZ XDK3+013.694YH XDK2+958.694HY XDK2+924.870 上 行 线 2940.278 上 行 线 1393.369下 行 线 2936.308 下 行 线 1393.329张 江 高 科 站涛松路 路中 国 科 学 院 上 海 药 物 研 究 所 之冲 科苑路埋 深 3.1m， 直 径 2.4m雨 水 管2.本 图 采 用 上 海 地 铁 坐 标 系 ， 图 中 标 高 以 吴 淞 高 程 计 。说 明 ： 1.本 图 尺 寸 单 位 以 米 计 。车站下行线起点里程XDK2+947.217车站上行线起点里程SDK2+946.663 车 站 下 行 线 终 点 里 程XDK3+146.333车 站 上 行 线 终 点 里 程SDK3+146.333人 防 连 通 口 祖 科苑路 汤 臣 豪 园涛松路 186（ 长 ） 10（ 宽 ）某 地 下 两 层 站 ， 顶 板 覆 土 2.5m； 主 体 外 包 全 长202， 标 准 段 外 包 全 长 20.1m； 右 下 角 单 层 设 备 区 外 挂 段长 114米 ， 宽 16米 。 附 属 设 备 用 房202米 114米 1设 缝 方 案 ： 1、 主 体 与 附 属 之 间 设 置 变 形 缝 ， 但 由 于 附 属 结 构 较长 ， 将 导 致 半 个 车 站 处 于 偏 载 状 态 下 ； 在 软 土 地 区 ， 将 导致 抗 侧 移 构 件 截 面 增 大 及 变 形 缝 的 破 坏 。 设 缝 方 案 侧 墙 下 角 点 、 中柱 弯 矩 增 大 。 在 偏 载 作 用 下 ， 缝两 侧 结 构 将 靠 拢 。三 、 沉 降 缝 1不 设 缝 方 案 ： 主 体 与 附 属 之 间 不 设 置 变 形 缝 。 可 有 效 的 避 免 设 缝 方案 缺 点 ， 但 单 双 层 结 构 的 不 均 匀 沉 降 对 结 构 的 影 响 较 难 准确 分 析 。 设 缝 方 案接 口 部 位 应 采 取 加强 措 施 以 抵 抗 不 均匀 沉 降 的 影 响 。 三 、 沉 降 缝 1 1、 温 度 变 形 缝 1） 主 体 结 构 内 宜 通 过 设 置 诱 导 缝 取 代 伸 缩 缝 。诱 导 缝 的 间 距 一 般 2430m。 底 板 设 置 为 榫 槽 。 2） 当 主 体 结 构 遇 楼 扶 梯 等 孔 时 ， 可 放 宽 诱 导 缝的 间 距 至 50m。 3） 车 站 纵 向 分 段 浇 筑 长 度 12 16m。 温 度 变 形 缝四 、 无 锡 地 铁 缝 的 设 置 1 2、 沉 降 缝 1） 车 站 本 体 原 则 上 不 设 置 沉 降 缝 ； 在 可 能 产生 较 大 不 均 匀 沉 降 的 地 方 通 过 地 基 处 理 或 结 构 措施 将 不 均 匀 沉 降 调 整 到 轨 道 结 构 和 主 体 结 构 变 形的 允 许 范 围 内 。 2） 在 主 体 结 构 形 式 变 化 或 荷 载 变 化 较 大 处 ，经 过 论 证 后 也 可 设 置 变 形 缝 ， 但 必 须 采 取 可 靠 措施 以 保 证 变 形 缝 两 侧 的 差 异 沉 降 在 轨 道 允 许 范 围内 。 同 时 车 站 变 形 缝 应 避 免 跨 自 动 扶 梯 、 楼 梯 设 置 。 沉 降 缝四 、 无 锡 轨 道 交 通 缝 的 设 置 1 3） 车 站 主 体 与 附 属 结 构 原 则 上 应 设 置 沉 降 缝 ， 但 在 如 下 情 况下 经 过 技 术 、 经 济 比 较 后 也 可 选 用 不 设 缝 方 案 ： （ 1） 设 置 变 形 缝 后 将 导 致 主 体 和 附 属 均 受 到 较 大 偏 载 ， 结构 、 防 水 处 理 较 为 困 难 时 ； 四 、 无 锡 轨 道 交 通 缝 的 设 置沉 降 缝 感 谢 你 的 关 注