預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工裂縫原因研究及預(yù)防措施

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工裂縫原因研究及預(yù)防措施摘要：混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用時(shí)十分廣泛的，但同時(shí)混凝土裂縫也是難以解決的質(zhì)量通病。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁一旦出現(xiàn)裂縫將會(huì)會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性和使用壽命，為此，本文對(duì)各種混凝土裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，可供同行參考。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；混凝土裂縫；原因；溫度應(yīng)力；預(yù)防措施中圖分類號(hào)：TV543+.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：隨著新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用到橋梁建設(shè)當(dāng)中。但在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中也出現(xiàn)了較多的工程病害，特別是

2、混凝土裂縫問(wèn)題。混凝土裂縫的出現(xiàn)不僅破壞了橋梁的美觀而且嚴(yán)重影響橋梁的剛度分析，還可能影響到橋梁的正常使用，甚至?xí){橋梁壽命。引起裂縫的原因是多方面的，有施工方面的因素，也有設(shè)計(jì)方面的因素。因此，只有對(duì)混凝土出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行科學(xué)分析，才能采取最有效的預(yù)防措施。1裂縫的分類(1)裂縫的形狀與結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布有直接關(guān)系，一般裂縫方向同主拉應(yīng)力方向垂直或與剪應(yīng)力平行。(2)按成因簡(jiǎn)單的可分為兩種，一種是由荷載直接作用(或由于結(jié)構(gòu)次應(yīng)力疊加作用)，混凝土所受的拉應(yīng)力超過(guò)自身的極限拉應(yīng)力而引起的裂縫，也稱作荷載裂縫或結(jié)構(gòu)性

3、裂縫，還有一種是由于變形變化引起的裂縫，如結(jié)構(gòu)由溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素引起的裂縫，也稱作變形裂縫，大多屬于非結(jié)構(gòu)性裂縫，這種裂縫的產(chǎn)生一般會(huì)有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，不是瞬間產(chǎn)生的，有一個(gè)應(yīng)力累積的過(guò)程。2混凝土收縮裂縫的原因分析及預(yù)防措施(1)原因分析此類裂縫是實(shí)際工程中最常見(jiàn)的，首先是在混凝土澆筑后的4?5h時(shí)，水泥的水化熱反應(yīng)最為激烈，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，在下沉過(guò)程中若受到鋼筋阻擋便會(huì)形成沿鋼筋方向的裂縫，特別是在箱梁的腹板與頂、底板交接處，形成順腹板方向的裂縫。隨

4、著時(shí)間的延長(zhǎng)，混凝土硬化以后，由于表層水分損失快于內(nèi)部，因此會(huì)產(chǎn)生內(nèi)外部的不均勻收縮，表面混凝土收縮變形時(shí)受到內(nèi)部混凝土或保護(hù)層內(nèi)鋼筋的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫是由于混凝土自身收縮過(guò)程中產(chǎn)生的，與外荷載無(wú)關(guān)，如果不受其他外力的影響，一般裂縫不會(huì)再有大的變化。(1)預(yù)防措施為減少此類裂縫的產(chǎn)生，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)就要加以預(yù)防，因?yàn)榛炷恋氖湛s大小與水灰比、水泥細(xì)度、水泥用量等因素有關(guān)，水灰比越大，水泥細(xì)度越大，混凝土的收縮越大，且發(fā)生收縮的時(shí)間越長(zhǎng)。因此在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)

5、力混凝土箱梁的配合比時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①水灰比不宜過(guò)大，水泥用量不宜過(guò)多，規(guī)范中要求不宜超過(guò)500kg/m3,實(shí)際應(yīng)預(yù)防在485kg/m3以內(nèi)，為達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和使用性能，可以通過(guò)摻用外加劑和礦物摻合料或選用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥等辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。②選用大的骨料，并盡可能的多用骨料，這樣可以降低混凝土的自身收縮，預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。除此之外，在澆筑過(guò)程中還要加強(qiáng)振搗，特別是保證變截面處要分層下料，振搗密實(shí)。注意早期的混凝土養(yǎng)護(hù)，降低表面水分的蒸發(fā)率。3溫度變化產(chǎn)生裂縫的原因分析及預(yù)防措施溫度變化引起的裂縫是預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁產(chǎn)生裂

6、縫的主要原因之一，通過(guò)分析計(jì)算，溫度變化在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的次應(yīng)力有時(shí)可以達(dá)到活載量級(jí)，而且溫度應(yīng)力較難預(yù)防，因此要引起高度重視。(1)原因分析通常情況下，引起溫度裂縫的原因主要有2種：一種是水泥的水化熱，一般的說(shuō)，對(duì)于20?30cm厚度的混凝土構(gòu)件在澆筑后的48h時(shí)間內(nèi)由于水化熱可以升溫20°C,而墩頂處的現(xiàn)澆箱梁橫隔板和底板厚度都在50cm以上，結(jié)構(gòu)升溫更加顯著，如果升溫過(guò)程中構(gòu)件受外界影響冷卻過(guò)快(主要發(fā)生在夜間），混凝土中由于溫差引起的自平衡應(yīng)力高于正在緩慢提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，則會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，此類裂縫通常位于橫

7、隔板表面出現(xiàn)豎向裂縫及人孔角位置出現(xiàn)放射裂縫，或底板下緣存在縱向裂縫。另一種溫度裂縫產(chǎn)生的原因是日照溫差，日照溫差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的溫度次應(yīng)力是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的主要因素。由于橫向溫度應(yīng)力的最大主應(yīng)力方向與梁長(zhǎng)軸線垂直，故裂縫與橋軸線平行，呈水平向，另一處易出現(xiàn)裂縫的部位是日照橫向溫度應(yīng)力的高拉應(yīng)力區(qū)，位于箱梁頂板內(nèi)壁和腹板上梗肋內(nèi)壁。（2）預(yù)防措施首先是適當(dāng)延長(zhǎng)外模的拆模時(shí)間，頂板混凝土及時(shí)覆蓋養(yǎng)生，目的是避免混凝土在水化熱高峰期形成大的內(nèi)外溫差，避免混凝土表面直接受到陽(yáng)光照射。另外可增加構(gòu)造鋼筋提高混凝土的抗裂性能，特別

8、是薄壁箱梁結(jié)構(gòu)，宜采用小直徑鋼筋（8?14mm）、小間距（10?15cm）。4局部應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的原因分析及預(yù)防措施（1）原因分析對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力箱梁來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力束是穿在構(gòu)件的孔道中，預(yù)施應(yīng)力在端部錨固，在錨固區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力分布是較復(fù)雜的，屬于三向受力狀態(tài)。錨固端的巨大集中力通過(guò)端部區(qū)域逐漸轉(zhuǎn)換成均勻分布力的過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生橫向應(yīng)力和剪應(yīng)力，如果錨后受拉鋼筋配置不足或端部接