預應力混凝土梁板施工裂縫分析與防治1

　　1 概述

　　近幾年來，先張預應力空心板、預應力混凝土梁在高等級公路建設中發(fā)展很快，特別是跨徑在10m～20m以內的簡支梁先張預應力空心板和跨徑在20m～40m的預應力混凝土梁與其他形式的結構相比，具有使用年限長、變形小、造價低、施工方便等優(yōu)點，因此有著極強的競爭力，采用相當普遍。有些板梁在施工中存在不同程度的開裂，以至增加養(yǎng)護、維修費用，縮短橋梁使用壽命。產生裂縫的原因除了混凝土、鋼筋存在質量缺陷外，還與板梁設計環(huán)節(jié)、施工質量、氣候環(huán)境等外界因素有關。本文主要結合近幾年的工作實踐，對其裂縫成因及其防治，與同行們共同探討。

　　2 預應力混凝土板梁裂縫內部成因分析

　　2.1內應力

　　在混凝土構件中溫度、收縮與徐變都會導致內應力，此為不同纖維中的約束應變所致，在超靜定結構中任何這種差別將引起外約束力，由于這些約束力引起的應力超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫，橋梁上許多裂縫都受此影響產生。

　　2.2普通鋼筋用量不當

　　設計時由于普通鋼筋用量或間距不足，致使裂縫寬度不能保持在允許范圍之內，但也可能普通鋼筋在混凝土局部用量過大或間距過密鋼筋阻止混凝土正常凝固收縮而產生裂縫，這兩種情況主要發(fā)生在早期開裂。

　　2.3薄厚構件的連接

　　將一薄一厚的混凝土部件相連總是危險的，薄部件與厚部件相比易受到溫度、收縮和徐變等的影響而使薄部件更易開裂。

　　2.4水泥的水化熱作用

　　混凝土在拌和、運輸、振搗、凝結、硬化的過程中，水泥與水發(fā)生水化反應。水化過程中釋放出大量的熱能，水化反應有兩次升溫和兩次降溫過程，內部溫度升高，而板面溫度因外界氣溫有所降低。升溫使混凝土內部體積膨脹，降溫使混凝土表面收縮，膨脹時混凝土內部產生壓應力，收縮時混凝土表面產生拉應力，當壓應力和拉應力超過其抗壓強度和抗拉強度時，梁板表面將發(fā)生裂縫現(xiàn)象。

　　2.5礦物成分與水起水化反應

　　水泥與水接觸后，其礦物成分與水起水化反應生成水化物，水化物的體積是水泥的2倍多，同時水化物的生成在混凝土中產生大量的熱量，當內外差形成時，裂縫便形成。

　　2.6堿骨料反應

　　在我們施工中，多數(shù)為硅酸鹽骨料，是活性集料中含有無定型氧化硅成分，或在堿環(huán)境下石料本身會產生膨脹，當混凝土拌和后，水泥中的堿不斷溶解，這時堿液與活性骨料的硅酸鹽物質產生化學反應，析出膠狀的堿-硅膠，膠從周圍介質中吸取水分而發(fā)生的拉應力超過其抗拉強度時，將會出現(xiàn)裂縫。

　　2.7混凝土的干縮作用

　　混凝土在凝結、硬化過程中，僅很少一部分水分參加水化反應，而大部分水分逐漸蒸發(fā)，使混凝土體積產生干縮變形。由于水泥漿形成水泥石，其極限干縮接近3000微應變。干縮作用使混凝土內產生不同程度的拉應力。由于混凝土硬化初期抗拉強度小，如果干縮產生的拉應力超過其抗拉強度時，將會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

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