預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫分析.doc

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫分析摘要：貴州省遵義—綏陽高速公路TJ4合同段4座大橋均為多跨25m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁，在預(yù)制T梁的過程中，多片T梁腹板逐漸出現(xiàn)了裂縫。從T梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝、材料配合比、溫度、基座沉降等方面分析裂縫產(chǎn)生的原因，有效解決了T梁腹板開裂問題，并提出了相應(yīng)改進措施和建議。關(guān)鍵詞：T梁豎向裂縫環(huán)向裂縫裂縫分析一、工程概況貴州省遵義—綏陽高速公路TJ4合同段4座大橋上部結(jié)構(gòu)均采用了25m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁，共有T梁570片。T梁的施工工藝均采用現(xiàn)場預(yù)制吊裝，簡支安裝后澆注墩頂現(xiàn)澆連續(xù)

2、段，并張拉墩頂現(xiàn)澆段負彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，安裝永久支座，拆除臨時支座，最后形成結(jié)構(gòu)連續(xù)，澆注橋面系，完成橋梁的施工。腹板厚度為20cm，T梁橫斷面結(jié)構(gòu)尺寸如圖1。T梁結(jié)構(gòu)采用的主要材料如下：預(yù)制T梁、現(xiàn)澆濕接縫、接頭、調(diào)平層均采用C55混凝土；鋼絞線采用低松馳高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線符合GB/T5224—2003的規(guī)定，單根鋼絞線直徑15.24mm，鋼絞線面積A=140m2，強度級別為1860MPa，彈性模量為1.95×105MPa；普通鋼筋采用HRB335和IR235級；鋼板采用符合GB700—88規(guī)定的Q235的

3、鋼板；預(yù)應(yīng)力錨具符合國標《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具、連接器》（GB/T14370—2000）要求的OVM錨具及配套產(chǎn)品。圖1T橫斷面結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）其中部分橋T梁在預(yù)制場拆模后，腹板出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象。筆者從結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方面分析探討了裂縫產(chǎn)生的原因，解決了T梁腹板開裂，并提出改進措施和建議。二、梁體腹板裂縫概況T梁預(yù)制場設(shè)在路基上，現(xiàn)場設(shè)置24個混凝土預(yù)制臺座。在開始預(yù)制的100多片梁中，在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后，除發(fā)現(xiàn)部分T梁略有側(cè)彎外未有裂縫產(chǎn)生。而在后來預(yù)制的T梁中，發(fā)現(xiàn)有5片T梁在拆模后，腹板上陸續(xù)出現(xiàn)裂縫并

4、有所發(fā)展。T梁裂縫分布情況分為2種：①為豎向裂縫僅分布在腹板上，未延伸到馬蹄或翼板；②為豎向裂縫并環(huán)向貫通裂縫，延伸到馬蹄或者翼板。有2片梁拆模后隨即在腹板上出現(xiàn)豎向裂縫，有3片梁在T梁的腹板上發(fā)現(xiàn)有3～4條豎向裂縫，裂縫分布在端橫隔板和中橫隔板之間，裂縫在豎向相互平行，最高裂至腹板和翼板交接處，并延伸至翼板底面；最低裂至馬蹄處，并通過馬蹄底面與腹板對面裂縫相接。取裂縫比較典型的1片梁進行測量，發(fā)現(xiàn)裂縫延伸到馬蹄的裂縫有4條，裂縫寬度0.1、0.22、0.2、0.14mm；其余腹板裂縫5條，裂縫寬度在0.1～0

5、.32mm。T梁裂縫的分布如圖2。圖2T梁裂縫分布三、裂縫分析筆者對影響T梁裂縫的因素進行了分析，這些因素包括材料、配合比、分布鋼筋間距、溫度、外加劑、基座變形、養(yǎng)護情況等，現(xiàn)在對其逐一分析。最初，筆者認為是水灰比過大，導(dǎo)致T梁裂縫的產(chǎn)生，但經(jīng)調(diào)整水灰比后，發(fā)現(xiàn)T梁的裂縫仍然存在。在對混凝土的原材料（砂、碎石、水泥）在工地試驗室進行了檢驗，檢驗結(jié)果均符合施工規(guī)范的要求，同時采用回彈法對T梁進行了強度檢測，其中對1片梁采用了鉆心法檢測強度，各片梁的強度均達到了設(shè)計要求。證明發(fā)生裂縫不是混凝土自身的質(zhì)量原因,與原材

6、料的質(zhì)量和配合比無關(guān)?；炷恋臐仓に嚺c未發(fā)生裂縫的T梁相同，說明裂縫發(fā)生與混凝土的澆筑工藝也無關(guān)。同時，由于T梁是屬于簡支狀態(tài)的，故基座發(fā)生不均勻沉降時，最容易導(dǎo)致梁體開裂。預(yù)制場中共有24個基座，每個基座均已澆筑多片T梁，有可能基座發(fā)生不均勻沉降了。經(jīng)過多次測量、檢驗，各個基座沉降量均在1mm內(nèi)，而基座中心線偏移量在2mm以內(nèi)。根據(jù)規(guī)范，該數(shù)據(jù)完全滿足要求，可忽略其產(chǎn)生的影響。然后對預(yù)制場的溫度進行了分析，T梁混凝土澆筑期間，當?shù)氐淖罡邷囟葹?5℃，最低氣溫為15℃。結(jié)合混凝土的裂縫特點，根據(jù)資料研究，混凝

7、土的熱膨脹系數(shù)約為（8～12）×10-6/℃，平均約為10×10-6/℃，當結(jié)構(gòu)的一部分受到溫度的作用引起體積變化就有可能產(chǎn)生裂縫。特別是那些一部分受到溫度的變化作用，而另一部分受到防護不受到溫度變化作用的結(jié)構(gòu)，溫度降低時受到溫度影響的將產(chǎn)生裂縫。從預(yù)制T梁產(chǎn)生的未貫通裂縫來看，裂縫分布在端橫隔板和中橫隔板之間，裂縫呈豎向平行，最高裂至腹板與翼板交接處，最低裂至腹板與馬蹄交接處，而翼緣板和馬蹄部分均為發(fā)生開裂。原因是混凝土澆筑后，夜間溫度聚然下降，溫度的下降造成混凝土表面收縮。對翼緣板部分，由于其表面寬度170

8、cm，與外界接觸面積大，翼緣板厚為16cm，厚度相對小，加上其位于結(jié)構(gòu)最上方，表面亦未封閉，保濕效果差，溫度下降時，翼緣板收縮小，且為整體收縮，所以未發(fā)生裂縫；對馬蹄部分，其位于結(jié)構(gòu)的最下端，底面與預(yù)制臺座接觸，底面受到預(yù)制臺座的彈性約束，其橫向?qū)挾缺雀拱宕?，溫度下降時，混凝土的收縮受到了基座的約束，馬蹄受到溫度的影響比腹板的要小，產(chǎn)生的拉應(yīng)力不足以產(chǎn)生裂縫。腹板部分介于翼緣板與馬蹄之