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文檔簡介
1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防和控制在高等級公路建設(shè)工程中,預(yù)應(yīng)力混凝土梁因其具有使用年限長、變形小、造價低、施工方便等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用。但是,有些梁板在施工中存在不同程度的開裂,導(dǎo)致增加養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用,縮短橋梁使用壽命,因此分析了解梁板裂縫成因是我們有效預(yù)防和控制其產(chǎn)生的主要途徑。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會遇到的現(xiàn)象,一類是由外荷載引起的裂縫,也稱結(jié)構(gòu)性裂縫,表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問題;另一類裂縫是由變形引起的,也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時,引起混凝土開裂。在上述兩類裂縫中,變形裂縫約占80%。引起該類裂縫的原因主要有:a、混凝
2、土局部應(yīng)力過大預(yù)應(yīng)力筋錨墊板下會產(chǎn)生很大的局部應(yīng)力,周圍混凝土易產(chǎn)生細(xì)微裂縫,此裂縫危害較小,但錨墊板下混凝土如不密實(shí)或養(yǎng)生不夠則易產(chǎn)生較大裂縫,危害較大。b、主要受力鋼筋數(shù)量不足設(shè)計或施工時預(yù)應(yīng)力鋼筋不足,鋼索線形布置有誤差,致使受拉區(qū)變形過大,混凝土拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。c、混凝土配比不合理預(yù)應(yīng)力板梁混凝土設(shè)計標(biāo)號較高,20m跨徑以上約為50號,10m13m和16m跨徑為40號較好。在混凝土配比設(shè)計時,一般施工人員偏于保守,水泥用量超過高限,特別是在新的混凝土評定標(biāo)準(zhǔn)提高后,其水泥用量較以前增加了5%左右,由于水泥用量的增加使混凝土凝結(jié)縮量大,造成表面產(chǎn)生裂縫。d、水灰比過大在拌
3、制混凝土過程中,有的拌和設(shè)備計量不準(zhǔn),特別是用水量控制不準(zhǔn),隨意性較大,由于水灰比過大而自下造成離析現(xiàn)象,其結(jié)果粗骨料沉于下部,多余水分上升,振搗后水泥漿上浮到板頂,從而使混凝土強(qiáng)度不均勻,下部分強(qiáng)度大,頂板強(qiáng)度低,混凝土強(qiáng)度較弱區(qū)往往是裂縫容易發(fā)生的部位。底板浮漿過多發(fā)生收縮現(xiàn)象較為明顯,在每根箍筋處頂板橫向裂縫較為嚴(yán)重。e、砂、石料含泥量超限在施工過程中,有時砂、石料含泥量超限,這樣它們與水泥之間的膠結(jié)力有所下降,造成混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性降低并且產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。f、內(nèi)模膠囊上浮預(yù)應(yīng)力空心板在混凝土澆筑過程中,混凝土對膠囊有較大的浮力,如果膠囊固定不牢,就會發(fā)生膠囊上浮現(xiàn)象,造成頂板厚度減小,
4、這種情況也極易造成裂縫。g、抽拔膠囊過早空心板抽拔膠囊的時間與養(yǎng)護(hù)溫度和混凝土的質(zhì)量有關(guān),一般控制混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.6MPa0.8MPa時為宜。抽拔過早會出現(xiàn)“粘皮”現(xiàn)象,對混凝土質(zhì)量有影響,當(dāng)頂板厚度減小或是頂板浮漿過厚時,裂縫容易發(fā)生,這種原因出現(xiàn)的裂縫多為縱橫裂縫。h、保護(hù)厚度不均勻在鋼筋成型時,有時尺寸控制不準(zhǔn)確,造成空心板頂板和主梁翼緣上下部保護(hù)層過小或過大,這種情況下也常常出現(xiàn)裂縫。i、內(nèi)模變形空心板內(nèi)模膠因?yàn)橹圃熨|(zhì)量或在施工中有所損壞,造成混凝土澆筑過程中漏氣,氣壓降低;箱梁內(nèi)模變形,在混凝土幾乎沒有強(qiáng)度的情況下,頂板混凝土將發(fā)生下陷,造成難以補(bǔ)救的事故。j、側(cè)模拆除時間過早在混
5、凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)不到2.5Mpa時,拆除側(cè)模板,由于操作時發(fā)生震動,側(cè)面常常出現(xiàn)較窄的豎向裂縫。k、預(yù)埋鋼筋被碰撞當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度很低時,在養(yǎng)生或操作中,碰撞板梁頂預(yù)埋鋼筋,這時混凝土基本沒有抵抗外力的能力,從而發(fā)生裂縫。l、氣溫變化大裂縫容易發(fā)生在溫差變化大的季節(jié),氣溫的急劇變化或大風(fēng)造成混凝土表面急劇冷縮或干縮,從而增大了混凝土表面的拉應(yīng)力,加快了混凝土早期裂縫的形成,結(jié)構(gòu)隨著溫度變化受到約束時,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強(qiáng)度,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。nn養(yǎng)生不及時混凝土施工完畢后,沒有適時很好地養(yǎng)護(hù),混凝土表面水分蒸發(fā)過快,從而形成干縮裂縫。外界溫度在5以下時,如果
6、不及時覆蓋保溫材料,也容易出現(xiàn)裂縫。n、墩臺下沉和落架過早墩臺不均勻下沉或梁底支架拆除過早造成梁的撓度變形過大,在超靜定結(jié)構(gòu)中造成橋墩支承點(diǎn)處較大內(nèi)應(yīng)力,頂部混凝土拉應(yīng)力超過抗拉應(yīng)力,出現(xiàn)較大裂縫,對橋梁危害性較大。施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫辨析判別:從裂縫情況看,裂縫分布部位,裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫分布在跨中處,只有腹板開裂,且兩面對稱,時間一般為拆模后兩天左右。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、坍落度滿足要求,而現(xiàn)場地施工溫度高達(dá)25以上,那么裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元,在非線形溫
7、差作用下纖維間溫度不同,引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形受到的約束后結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無法實(shí)現(xiàn)自用變形引起的應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土梁板裂縫的預(yù)防及處理措施:1、由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過以下措施防止:控制及改善水灰比,減少砂率,增加骨料用量,嚴(yán)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(jié)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(xiàn)場混凝土的施工工藝,同時注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護(hù)及保溫工作。一旦裂縫出現(xiàn),可以用環(huán)氧樹脂配固化劑、丙酮以1:05:0.25的比例配合進(jìn)行修補(bǔ),將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷
8、毛吹凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,在涂環(huán)氧樹脂,貼玻璃布,以后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干.這種封閉處理,能保證日后運(yùn)營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。2、由溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生(在腹板加縱向鋼筋);同時在施工時,應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆注后半天(利用早、晚進(jìn)行施工)。熱天澆注混凝土?xí)r,應(yīng)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(qiáng)振搗以減少水化熱,3、在施工中對30米以上預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法:a在腹板處兩面對稱增加通長縱向應(yīng)力鋼筋,根數(shù)為原設(shè)計的一倍b控制好混凝土的澆注時間和澆注時的溫度,盡量避免安排在早、晚或溫度低的時候進(jìn)行混凝土澆注c及時養(yǎng)護(hù),并用塑料布進(jìn)行覆蓋,經(jīng)常保持混凝土濕潤d及時拆模、及時張拉。當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時就及時拆模,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計張拉強(qiáng)度時就及時張拉壓漿。e裂縫的處置措施:用環(huán)氧樹脂配固化劑、丙酮以1:0.5:0.25的配合比進(jìn)行修補(bǔ)。將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,再涂環(huán)氧樹脂,貼玻璃布,之后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,能保證日后運(yùn)營過程中梁體內(nèi)的鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使
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