預應力箱梁裂縫原因及處理措施論文
摘要:通過對預應力箱梁裂縫產生原因進行分析,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,經過工程實踐證明裂縫處理效果良好。
關鍵詞: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程中,有時可見混凝土表面有裂縫產生,表現形式比較復雜,常見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生在腹板與頂、底板交接處以及齒板或橫隔板(孔洞周圍)某些局部位置的裂縫等。裂縫是混凝土結構普遍會遇到的現象,遇到裂縫應先查找原因,再采取相應處理措施。
1裂縫產生的原因
一類是由外荷載引起的裂縫,也稱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題。對設計荷載進行全面考慮可以防止裂縫的產生;另一類裂縫是由變形引起的,也稱非結構性裂縫,指變形得不到滿足,在構件內部產生自應力,當該自應力超過混凝土允許應力時,引起混凝土開裂。引起該類裂縫的原因主要有:
(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而產生裂縫。
(2)混凝土凝固過程中因收縮而產生裂縫。
(3)由于溫度變化產生的裂縫。結構隨著溫度的變化受到約束時,在混凝土內部產生應力,當此應力超過混凝土抗裂強度,混凝土便開裂,即產生溫度裂縫。
(4)施工不當產生裂縫。如果施工方案合理,施工工藝符合質量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足要求,而現場地施工溫度高達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加大結構的主應力及附加應力,從而產生裂縫。
(6)如預應力張拉時間過早,張拉時雖然強度滿足要求,但因混凝土齡期短、彈性模量未同步增長而影響后期變形。另外結構澆筑、構件的制作、拆模的時間、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中施工工藝不合理也會降低施工質量而產生縱、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,使混凝土產生溫度收縮裂縫;養護不周,時干時濕,表面干縮變形也會導致裂縫的發生,因此施工中要最大限度的降低溫差和減少收縮。
2防止裂縫產生的措施
對于發現的裂縫,應進行觀測、分析,找出裂縫發生的原因,選擇合適的材料及施工工藝,對裂縫進行必要的整治,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,混凝土凝固時間不宜過短,下料不宜過快,高溫季節注意采取緩凝措施,避免水分劇烈蒸發,混凝土振搗密實,改善現場混凝土的施工工藝,同時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氧砂漿分層封堵,每層厚度不大于5 mm,用溝縫條壓平壓實。環氧砂漿自然固化24 h后,用環氧底膠料封閉,封閉寬度應大于環氧砂漿縫寬,且每邊要超出2 mm～3 mm。封堵后要保持干燥,用碘鎢燈烘烤。通過配置足夠的溫度應力鋼筋、增加結構的安全儲備等措施來防止裂縫的產生(比如在腹板加一倍的縱向鋼筋);同時在施工時,應盡量選擇溫度低的時間澆筑混凝土(利用早、晚進行施工)。熱天澆筑混凝土時,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,同時可以在腹板留通氣孔,達到張拉強度及時張拉壓漿。
3結束語
預應力混凝土箱形結構產生裂縫很常見,但可避免或減少,關鍵在以下兩點:
(1)設計時,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,通過施工過程的嚴格控制,盡可能地避免開裂或減少裂縫的數量,減少裂縫的長度和寬度,通過對裂縫的妥善處理,控制裂縫的發展,使裂縫不至于對結構產生危害,保證結構的正常使用。
(2)加強施工管理,嚴格按技術規范要求的施工程序和方法施工,是保證工程質量的關鍵,防止人為因素引起的不合理的施工工藝和方法,以及超越客觀現實的盲目施工等不良現象發生至關重要。
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