預應力箱梁裂縫原因及處理措施論文
摘要:通過(guò)對預應力箱梁裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,針對不同裂縫采取相應處理措施,在水灰比控制、鋼筋配置、施工管理等方面分別提出了控制要點(diǎn),經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐證明裂縫處理效果良好。
關(guān)鍵詞:預應力箱梁;裂縫;處理
Abstract: Though the analysis of the causes of cracks in prestressed box-girder, the author gives control points respectively to solve problems which arise in the water-cement ratio control, reinforcement configuration, construction management. It has got good results in engineering practice.
Key words: prestressed box girder; cracks; solving
在預應力箱梁施工過(guò)程中,有時(shí)可見(jiàn)混凝土表面有裂縫產(chǎn)生,表現形式比較復雜,常見(jiàn)裂縫有沿箱梁腹板兩側豎向或斜45°方向的,有沿翼緣板底部或懸臂板端部縱向的,有沿頂、底板預應力方向的或發(fā)生在腹板與頂、底板交接處以及齒板或橫隔板(孔洞周?chē)?某些局部位置的裂縫等。裂縫是混凝土結構普遍會(huì )遇到的現象,遇到裂縫應先查找原因,再采取相應處理措施。
1裂縫產(chǎn)生的原因
一類(lèi)是由外荷載引起的裂縫,也稱(chēng)結構性裂縫或受力裂縫,表示結構承載力可能不足或存在嚴重問(wèn)題。對設計荷載進(jìn)行全面考慮可以防止裂縫的產(chǎn)生;另一類(lèi)裂縫是由變形引起的,也稱(chēng)非結構性裂縫,指變形得不到滿(mǎn)足,在構件內部產(chǎn)生自應力,當該自應力超過(guò)混凝土允許應力時(shí),引起混凝土開(kāi)裂。引起該類(lèi)裂縫的原因主要有:
(1)混凝土澆筑后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土凝固過(guò)程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫。結構隨著(zhù)溫度的變化受到約束時(shí),在混凝土內部產(chǎn)生應力,當此應力超過(guò)混凝土抗裂強度,混凝土便開(kāi)裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
(4)施工不當產(chǎn)生裂縫。如果施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿(mǎn)足要求,而現場(chǎng)地施工溫度高達25℃以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應力引起的。
(5)模板、支架、移動(dòng)模架等設備構件結構不合理,構件強度、剛度及穩定性不符合要求而引起結構的變形;基礎發(fā)生不均勻沉降或水平方向位移;支架預壓不符合規定等都會(huì )加大結構的主應力及附加應力,從而產(chǎn)生裂縫。
(6)如預應力張拉時(shí)間過(guò)早,張拉時(shí)雖然強度滿(mǎn)足要求,但因混凝土齡期短、彈性模量未同步增長(cháng)而影響后期變形。另外結構澆筑、構件的制作、拆模的時(shí)間、運輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中施工工藝不合理也會(huì )降低施工質(zhì)量而產(chǎn)生縱、橫、斜方向的裂縫。
(7)混凝土是一種脆性材料,抗拉強度較低,混凝土澆注后若沒(méi)有采取有效的措施,降低混凝土內外部溫差或采取養護措施不當,使混凝土產(chǎn)生溫度收縮裂縫;養護不周,時(shí)干時(shí)濕,表面干縮變形也會(huì )導致裂縫的發(fā)生,因此施工中要最大限度的降低溫差和減少收縮。
2防止裂縫產(chǎn)生的措施
對于發(fā)現的裂縫,應進(jìn)行觀(guān)測、分析,找出裂縫發(fā)生的原因,選擇合適的材料及施工工藝,對裂縫進(jìn)行必要的整治,整治裂縫應以“治本為主,治表為輔,表本結合,綜合治理”為原則,才能達到良好的效果。
2.1控制及改善水灰比
減少砂率,增加骨料用量,嚴格控制坍落度,混凝土凝固時(shí)間不宜過(guò)短,下料不宜過(guò)快,高溫季節注意采取緩凝措施,避免水分劇烈蒸發(fā),混凝土振搗密實(shí),改善現場(chǎng)混凝土的施工工藝,同時(shí)注意混凝土的施工防雨、養護及保溫工作。
2.2布置防裂鋼筋
通過(guò)在結構內部增設防裂鋼筋,以提高混凝土的抗裂性能;一旦裂縫出現,先將混凝土表面清理,沿縫鑿寬8 mm～10 mm,深度大于10 mm,用鋼絲刷沿縫槽將灰塵、浮渣及松散層徹底清除,用丙酮將其油垢擦洗干凈、晾曬,其含水率不大于6%。然后在清潔的混凝土槽內,薄而均勻地涂刷環(huán)氧底膠料,不得有漏涂和留墜現象。涂完底膠料后,自然固化12 h后,然后用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧砂漿分層封堵,每層厚度不大于5 mm,用溝縫條壓平壓實(shí)。環(huán)氧砂漿自然固化24 h后,用環(huán)氧底膠料封閉,封閉寬度應大于環(huán)氧砂漿縫寬,且每邊要超出2 mm～3 mm。封堵后要保持干燥,用碘鎢燈烘烤。通過(guò)配置足夠的溫度應力鋼筋、增加結構的安全儲備等措施來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生(比如在腹板加一倍的縱向鋼筋);同時(shí)在施工時(shí),應盡量選擇溫度低的時(shí)間澆筑混凝土(利用早、晚進(jìn)行施工)。熱天澆筑混凝土時(shí),應降低水溫拌制,選用水化熱小和收縮小的水泥灰比,合理使用減水劑,加強振搗以減少水化熱,提高混凝土的抗拉強度,并注意混凝土濕潤,同時(shí)可以在腹板留通氣孔,達到張拉強度及時(shí)張拉壓漿。
3結束語(yǔ)
預應力混凝土箱形結構產(chǎn)生裂縫很常見(jiàn),但可避免或減少,關(guān)鍵在以下兩點(diǎn):
(1)設計時(shí),認真驗算,合理布置構造鋼筋或預應力筋,對易出現裂縫的部位,通過(guò)施工過(guò)程的嚴格控制,盡可能地避免開(kāi)裂或減少裂縫的數量,減少裂縫的長(cháng)度和寬度,通過(guò)對裂縫的妥善處理,控制裂縫的發(fā)展,使裂縫不至于對結構產(chǎn)生危害,保證結構的正常使用。
(2)加強施工管理,嚴格按技術(shù)規范要求的施工程序和方法施工,是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵,防止人為因素引起的不合理的施工工藝和方法,以及超越客觀(guān)現實(shí)的盲目施工等不良現象發(fā)生至關(guān)重要。
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