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對現場預制預應力混凝土梁的裂縫控制措施解析

對現場預制預應力混凝土梁的裂縫控制措施解析

作者:admin????來源:未知????發布時間:2018-07-13 14:33????瀏覽量:


  
  近年來,交通基礎建設得到迅猛發展,各地興建了大量的混凝土橋梁。其上部結構多為現場預制梁板,無論先張法還是后張法施工中梁體均會出現表面或深層裂縫,從理論上來說預應力混凝土梁板不應存在裂縫,裂縫會使梁體受力后應力集中引起梁體破壞。
  
  一、荷載裂縫
  
  荷載裂縫是指構件受荷載或自重作用后梁體出現裂縫。荷載裂縫主要分斜裂縫和垂直裂縫兩種。
  斜裂縫是荷載裂縫中**多的一種裂縫,多在運營后出現。往往發生在支座附近與梁軸線成25~50°角,并隨時間推移裂縫長度、裂縫數都會增加。斜裂縫對梁體危害大,必須加固處理,在施工中必須提高認識,作好防治。
  垂直裂縫產生跨中底部,垂直梁體。
  荷載裂縫產生原因有:設計承載力不足、運營保養不足、超載運營等是重要原因。施工過程中不按圖紙施工,減少鋼筋面積、減小預應力值、混凝土標號或構件截面減小。造成粱體承載力不足受力后產生裂縫。
  
   (一)斜裂縫
  斜裂縫防止措施:
  施工過程中嚴格控制混凝土配合比,特殊注意水泥強度,加強水泥現場保管防止水泥吸水板結失效,保證混凝土強度。嚴格控制鋼筋進場檢驗,保證鋼筋強度符合設計要求,配筋數量準確。預應力張拉時張拉力充足,嚴格檢查摸板尺寸及加固措施。保證鋼筋面積、預應力值、混凝土標號、構件截面符合設計要求。
  
   (二)垂直裂縫
  垂直裂縫產生原因:
  主要是梁體拱度或承載力不足,受力后跨中下部產生裂縫,設計原因多些。主要有有效預應力設計不足、結構尺寸過大抵抗張拉(放張)拱度大等。施工中混凝土保護層較大,或亂踩已綁扎的受力鋼筋,使承受負彎矩的受力筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,荷載作用下形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。或拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
  垂直裂縫防止措施:
  施工時增加保護層墊塊數量,提高職工質量意識,合理安排施工順序,嚴禁在已綁扎好的鋼筋上踩踏。混凝土澆筑時多做同條件試塊,保證試塊的真實有效。待混凝土強度達到規范要求后,拆除承重模板。
  
  二 混凝土收縮裂縫
  
  在工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是**常見的。在混凝土收縮裂縫中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮。
  
   (一)塑性收縮
  在混凝土澆筑施工后4—5小時左右,經常出現一種早期裂縫。這種裂縫為斷續的水平裂縫,裂縫中部較寬、兩端較窄、呈梭狀。裂縫經常發生在板結構的鋼筋部位、板肋交接處、結構變截面的地方。因此時混凝土尚未硬化產生的裂縫,稱為塑性收縮。
  塑性裂縫產生的原因:
  主要是混凝土流動性過大或流動性不足以及不均勻,在凝結硬化前沒有沉實,當混凝土凝固沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動造成混凝土二次移動,形成沿鋼筋方向水平的裂縫,因形狀象月牙所以通常叫“月牙縫”。
  塑性裂縫防止措施:
  嚴格控制混凝土單位用水量在180kg/m3以下,水灰比在0.6以下,盡可能減少坍落度;摻加適量、質量良好的外加劑和摻合料,改善混凝土工作性和減少沉陷,混凝土攪拌時間要適當,一般以60—90秒為宜,時間過短會造成拌合物攪拌不均勻、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷;混凝土澆筑時,下料不宜太快,防止堆積或振搗不及時;在混凝土澆筑1~1.5小時后,混凝土尚未凝結之前,對混凝土進行二次振搗,表面壓實抹光。
(二)縮水收縮(稱為千縮裂縫)
  混凝土初凝以后,隨著表層水分逐步蒸發,混凝土體積減小,縮水收縮(干縮)。收縮理論中毛細管張力學說認為混凝土表層水分損失快,內部損失慢,因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。
  干縮裂縫發生在表層很淺的位置,裂縫細微,常常被人們忽視。但應當特別指出,由于裂縫碳化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴重損害結構的抗滲性和耐久性,也會使混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫,影響結構的耐久性和承載能力。
  干縮裂縫防止措施:
  主要是注意混凝土養護工作,增加混凝土灑水次數和數量。表面采用覆塑質養生膜或蓋草簾,特別注意風大、高溫干燥天氣的保溫。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長,則混凝土收縮越小。蒸汽養護方式比自然養護方式混凝土收縮要小。
  
   (三)自生收縮(膨脹)裂縫
  自生收縮是混凝土在硬化過程中,水泥與水發生水化反應,這種收縮與外界濕度無關,且可以是正的(即收縮,如普通硅酸鹽水泥混凝土),也可以是負的(即膨脹,如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。
  自生收縮裂縫防止措施:
  主要選用合理的水泥品種、標號及單位水泥、水用量。單位體積水泥用量越大、磨度細度越大,則混凝土收縮越大,且發生收縮時間越長。用水量越大,水灰比越高,混凝土收縮越大。砂率越高,混凝土收縮越大。外加劑也影響混凝土收縮。
  
   (四)炭化收縮
  大氣中或施工時的二氧化碳、一氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形。多發生在暖棚法冬期施工時室內燃煤排煙不暢。炭化收縮裂縫一般寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規律。
  炭化收縮裂縫防止措施:
  暖棚法冬期施工時室內燃煤煙要排到棚外,并利用鼓風機加大燃爐進風,保證燃燒充分,不向棚內排放二氧化碳、一氧化碳。
  
  三、混凝土溫度裂縫
  
  混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化,混凝土將發生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。
  混凝土產生溫度裂縫的原因:
  由于受到自身約束作用,導致局部拉應力較大,出現裂縫。在施工過程中,澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內部溫度很高,內外溫差太大,致使表面出現裂縫。電氣焊施工時燒烤混凝土產生局部高溫,出現裂縫。混凝土內部含水,受凍后水體積膨脹,引起脹縫。
  溫度裂縫防止措施:
  太陽曝曬天氣時,加強混凝土覆蓋及淋水降溫。施工中應根據實際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料入模溫度,降低內外溫差。注意收聽天氣預報,作好突然降溫預防工作。冬期施工時作好已澆筑混凝土的保溫,詳細計算保溫防護材料熱能損失,確保混凝土凝固前不受凍。蒸汽養護嚴格按施工規范要求速度升降溫。
  
  四 混凝土振搗沉落裂縫
  
  混凝土沉落裂縫產生原因:
  振搗時間太短,振搗不密實,混凝土強度受重力作用繼續沉落,側面部分混凝土受模板張力影響沉落較慢形成裂縫;振搗時間太長,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層,在上層發生裂縫,既常說的過振水波紋。混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不好,新舊混凝土之間粘結力小,在施工縫間出現裂縫。
  混凝土振搗沉落裂縫防止措施:
  機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小,盡可能采用機械振搗。振搗時間應根據振搗機械性能決定,一般50mm插入式振搗棒以10-1 5s/次為宜。混凝土分層澆筑時,先把混凝土接觸面鑿毛、清洗好,再鋪一層高標號砂漿,然后澆筑混凝土。
  
  五、露筋劈裂裂縫
  
  由于混凝土保護層厚度不足,承壓時產生應力集中,引起混凝土劈裂。劈裂裂縫使鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構承載力下降,并將誘發其它形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞。此類裂縫一般能看見鋼筋形狀,能夠引起注意。
  露筋劈裂裂縫防止措施:
  增加保護層墊塊數量,加大墊塊強度。減小施工荷載,避免混凝土澆筑過程中鋼筋上堆料過多,設專人振搗前提鋼筋使保護層厚度準確。
  
  六、張拉,放張不當裂縫
  
  后張粱張拉施工時,因單束張拉,梁體縱向受力不均,產生側向彎曲,粱體開裂。或因梁端一側受張拉壓應力,一側正常,梁端縱向剪切開裂。此類裂縫多為偶然發生,發生后非常明顯,對梁體危害較大。
  先張粱放張后,因各根預應力張拉力不一致,或失效塑料管長度錯誤,梁端縱向拉壓應力不一致產生剪切開裂。
  張拉裂縫防止措施:
  后張法梁可采用先張拉一束,張拉到應力的60%后停止,然后張拉對稱的另一束,這樣粱體兩側受力一致,避免量端開裂。

PS:開封強力目前主要研制生產各種預應力錨具、錨墊板、聯結器、先張梁卡具及配套使用的各種類型的液壓千斤頂連續千斤頂大噸位前卡式千斤頂;各種型號的高壓電動油泵預應力金屬管波紋管制管機灰漿泵灰漿攪拌機鐓頭器、擠壓機等。在1992年與鐵四局科研所合作研制生產QM型先張梁卡具并經鐵道部組織鑒定,先后獲得鋼絞線聯結器、前卡式張拉千斤頂兩項國家專利,并以其豐富的現場服務經驗為許多施工單位排憂解難,產品被廣泛的應用于國內大中型工程當中。

 

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