預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁腹板斜向裂縫成因分析及控制措施

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁腹板斜向裂縫成因分析及控制措施2013-06-01 21:20 專業(yè)分類：路橋隧道 瀏覽數(shù):393在橋梁施工中，連續(xù)箱梁是大跨度混凝土橋梁常用的一種形式，這種梁式結(jié)構(gòu)在質(zhì)量上存在的最大問題就是裂縫頻繁出現(xiàn)，混凝土裂縫是影響結(jié)構(gòu)耐久性最關(guān)鍵的因素。由于混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響箱梁的外觀，降低箱梁使用壽命。本文就某工程高標(biāo)號(hào)連續(xù)箱梁非結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析和總結(jié)，以期為類似

2、工程提供參考。一.工程簡(jiǎn)介本工程某特大橋主橋結(jié)構(gòu)布跨型式為 (60+100+60) m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主墩為27#、28#墩，分左右雙幅，單幅箱梁采用單箱單室截面，縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系，為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。橋?qū)?6.25米，根部梁高5.8米，跨中及端部梁高2.5米，箱梁0號(hào)塊長(zhǎng)度為4米，腹板厚度為0.9米，腹板厚度9號(hào)塊以前為0.7米，12號(hào)塊以后為0.5米，1011號(hào)塊由0.7米直線變公至0.5米。該工程采用商品混凝土，混凝土標(biāo)號(hào)為C55，地泵泵送施工。箱梁采取掛籃懸臂澆筑施工,各單“T”箱梁除懸臂箱梁外，分為13對(duì)梁段，箱梁縱向分段長(zhǎng)度為83+54米,箱梁兩個(gè)“T”同時(shí)對(duì)稱

3、懸臂澆筑。二.裂縫形成該橋在施工至28#墩右幅4#塊小樁號(hào)時(shí)，在拆除模板后第3天發(fā)現(xiàn)腹板內(nèi)側(cè)出現(xiàn)斜向不規(guī)則裂縫，隨后立刻停止對(duì)該橋的施工，分析原因并派專人跟蹤觀測(cè)此裂縫，發(fā)現(xiàn)裂縫穩(wěn)定無發(fā)展。然后實(shí)施了縱向預(yù)應(yīng)力張拉，張拉后裂縫亦無變化，由此判斷此裂縫為局部淺層不規(guī)則發(fā)紋，于是進(jìn)行正常施工。在之后的施工過程中， 27#墩3#塊大樁號(hào)左側(cè)、27#墩4#塊大樁號(hào)右側(cè)、28#墩右側(cè)5#塊大樁號(hào)左右側(cè)、28#墩5#塊小樁號(hào)右側(cè)、28#墩6#塊大樁號(hào)右側(cè)、28#墩6#塊小樁號(hào)右側(cè)等均在模板脫落后3天左右又出現(xiàn)類似裂縫，隨組織專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析。經(jīng)對(duì)裂縫的寬度和深度進(jìn)行無損檢測(cè)，裂縫沒有貫穿，深度最大約為15

4、0px，裂縫寬度為0.15mm-0.45mm。裂縫有一定的規(guī)律性，一是出現(xiàn)在拆除內(nèi)模后出現(xiàn)（不排除拆模前已產(chǎn)生，很細(xì)微沒有被發(fā)現(xiàn)）；二是位置都在腹板且斜向外側(cè)，基本在波紋管位置附近，且在跨度方向均勻分布，在腹板兩側(cè)基本對(duì)稱分布；三是在張拉縱向預(yù)應(yīng)力之后裂縫無進(jìn)一步發(fā)展。三.腹板裂縫成因分析從裂縫產(chǎn)生原因來分，裂縫主要包括結(jié)構(gòu)裂縫和非結(jié)構(gòu)裂縫。從檢測(cè)結(jié)果來看，以上裂縫均在拆模之后出現(xiàn)，在此期間結(jié)構(gòu)無任何受力，因此可以判斷這些裂縫為非結(jié)構(gòu)裂縫，從而排除是由于結(jié)構(gòu)受力而產(chǎn)生的裂紋。這個(gè)階段可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的因素有：掛籃變形、溫度、砼澆筑順序、商品混凝土、養(yǎng)生、內(nèi)模拆模早、結(jié)構(gòu)配筋、環(huán)境等。當(dāng)這些

5、因素導(dǎo)致的變形受到外界約束或不協(xié)調(diào)變形時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度后便會(huì)產(chǎn)生裂縫。具體針對(duì)本橋，該橋采用商品混凝土，從開始澆筑到產(chǎn)生裂縫，由于許多因素是交織在一起的,很難明確區(qū)分某條裂縫具體是由哪種因素引起的，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力的變形主要有以下五種情況：商品混凝土質(zhì)量、施工溫差大、內(nèi)模拆模過早、梁體養(yǎng)生不到位、腹板波紋管位置布筋不足。1. 商品混凝土質(zhì)量混凝土澆搗過程中,特別是夏季高溫、空氣相對(duì)濕度較小時(shí),由于混凝土表面水分急劇蒸發(fā),形成很大的混凝土內(nèi)外濕度梯度,混凝土表面在很大的拉應(yīng)力下被拉裂,特別是混凝土截面薄弱處極易普遍出現(xiàn)裂縫.商品混凝土施工時(shí)對(duì)環(huán)境濕度的要

6、求要比傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土高的多,養(yǎng)護(hù)時(shí)間也要大大提前。影響商品混凝土干縮的因素主要有:(1)水泥用量太高會(huì)加劇收縮.(2)砂、石材料中含泥量增大也會(huì)加劇收縮.(3)坍落度大的混凝土產(chǎn)生干縮的可能性較大.(4)摻加緩凝型外加劑由于延緩了混凝土的凝結(jié)時(shí)間,因而會(huì)增大干縮的可能性.2、施工溫差大通過查看施工日志，混凝土節(jié)塊澆筑完成時(shí)間均為晚上，經(jīng)歷了夜晚、中午等一天中溫度最高和最低峰時(shí)，早晚溫差大，水泥水化和環(huán)境溫度變化的共同作用使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，砼內(nèi)部不受或者少受環(huán)境溫度變化影響，表面受環(huán)境溫度變化影響則產(chǎn)生裂縫。影響溫度裂縫的因素有:（1）水泥品種和混凝土摻合料由于粉煤灰、礦粉在水泥中水化速度

7、較慢,與硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥相比,粉煤灰水泥、礦渣水泥、火山灰水泥均有比較低的水化熱,混凝土溫峰出現(xiàn)的時(shí)間摧遲,所以用這些品種的水泥所配制的混凝土,產(chǎn)生溫度裂縫的傾向比用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥所配制的混凝土的低.與不摻摻合料的混凝土相比,摻合了粉煤灰等活性摻合料的混凝土的溫升開裂程度也能夠降低。（2）混凝土結(jié)構(gòu)體的體積混凝土結(jié)構(gòu)體體積越大,一般其表面系數(shù)越小則散失出去的熱量的比例越小,相應(yīng)地混凝土內(nèi)部溫度越高。（3）環(huán)境溫度評(píng)價(jià)混凝土發(fā)生溫度開裂可能性大小的主要指標(biāo)是考察混凝土的內(nèi)外溫度差,環(huán)境溫度越低,混凝土內(nèi)外溫差越大,發(fā)生溫度開裂的危險(xiǎn)性也越大。3、內(nèi)模拆模早由于本工程施工工期

8、緊，為加快施工進(jìn)度，拆模時(shí)間基本都是澆筑完混凝土第二天，此時(shí)混凝土水化熱所產(chǎn)生的熱量處于峰值狀態(tài)，拆除模板后，混凝土表面的溫度急劇下降，從而導(dǎo)致內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生拉應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂。4、梁體養(yǎng)生不到位混凝土養(yǎng)生包括濕度和溫度兩個(gè)方面。養(yǎng)生不僅僅只考慮澆水，而不考慮混凝土溫度變化，是一種傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。在箱梁拆除模板后，由于混凝土表面與內(nèi)部的濕度和溫度均不同，板的臨空面水分散發(fā)快、混凝土收縮發(fā)展快，而在混凝土內(nèi)部水分散發(fā)慢、混凝土收縮發(fā)展慢，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。內(nèi)部后期濕度一般能穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，而外部濕度變化明顯，內(nèi)外存在明顯的濕度差，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)外收縮出現(xiàn)明顯差異。5、腹板

9、波紋管位置布筋不足對(duì)橋上所有裂縫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)裂縫具有一定規(guī)律性，基本都是沿著腹板波紋管位置走向，從而判斷可能是混凝土受溫度及其他原因產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，波紋管位置截面尺寸相對(duì)較小，最為薄弱較易拉裂，可通過波紋管附近局部加強(qiáng)有效控制。四、裂縫控制措施1材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面 （1）根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。（2）選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。（3）積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標(biāo)已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。（4）

10、正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨脹劑應(yīng)充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。（5）配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。2現(xiàn)場(chǎng)操作方面（1）澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。（2）混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要，以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮，主要是控制好構(gòu)件的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。對(duì)于大體積混凝土，有條件時(shí)宜采用蓄水或流水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1428天。（3）混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施（埋設(shè)散熱孔、通水排熱等），避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，適當(dāng)控制拆模時(shí)間，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。（4）避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。 （5）夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原