預(yù)應(yīng)力混凝土梁板施工裂縫分析與防治2
3 預(yù)應(yīng)力混凝土板梁裂縫外部成因分析
3.1混凝土局部應(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或養(yǎng)生不夠則易產(chǎn)生較大裂縫,危害較大。
3.2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)力超過其抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。
3.3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,10m、13m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。
3.4水灰比過大
在拌制混凝土過程中,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,從而使混凝土強度不均勻,下部分強度大,頂板強度低,混凝土強度較弱區(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隙較為嚴(yán)重。 設(shè)為首頁
3.5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,造成混凝土的強度和抗?jié)B性降低并且產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。
3.6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,這種情況也極易造成裂縫。
3.7抽拔膠囊過早
空心板抽拔膠囊的時間與養(yǎng)護溫度和混凝土的質(zhì)量有關(guān),一般控制混凝土強度達(dá)到0.6MPa~0.8MPa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。
3.8保護厚度不均勻
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層過小或過大,這種情況下也常常出現(xiàn)裂縫。
3.9內(nèi)模變形
空心板內(nèi)模膠因為制造質(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度的情況下,頂板混凝土將發(fā)生下陷,造成難以補救的事故。
3.10 側(cè)模拆除時間過早
在混凝土抗壓強度達(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。
3.11預(yù)埋鋼筋被碰撞
當(dāng)混凝土抗壓強度很低時,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。
3.12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。
3.13養(yǎng)生不及時
混凝土施工完畢后,沒有適時很好地養(yǎng)護,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,如果不及時覆蓋保溫材料,也容易出現(xiàn)裂縫。
3.14 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。
4 裂縫防治及措施
4.1 設(shè)計中普通鋼筋的合理配置
設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)計算之后詳細(xì)檢查細(xì)節(jié)設(shè)計,特別是力筋和鋼筋布置必須符合合理的保護層和間距數(shù)值的要求,不要試圖減薄腹板和板的厚度來節(jié)省材料。
4.2 薄厚構(gòu)件的連接設(shè)計
薄厚構(gòu)件連接處設(shè)計時要盡可能使兩構(gòu)件厚度一致,同時還要合理配置連結(jié)鋼筋,施工時盡量不要采用兩次澆筑。
4.3 控制梁根部變形
超靜定結(jié)構(gòu)墩臺基礎(chǔ)底地基易產(chǎn)生不均勻下沉,如地質(zhì)狀況不好或不易改造,則應(yīng)選用其他靜定結(jié)構(gòu)。梁底支架不可過早拆除造成梁的撓度變形過大,多孔橋應(yīng)同時對稱落架。
4.4 合理進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計
在混凝土配合比設(shè)計中,不要為了提高保證率而過多地增加水泥用量,在滿足混凝土坍落度要求的前提下,盡量采取可靠的減水劑,合理調(diào)整配合比,降低水泥與水的用量,以減少混凝土的凝結(jié)收縮量。
4.5 嚴(yán)格控制原材料
按照質(zhì)量要求,嚴(yán)格進(jìn)行選料,對不符合要求的砂、石料和水泥不許進(jìn)場,對含泥量較大的骨料要用水沖洗,嚴(yán)禁使用過期和不同標(biāo)號水泥,盡量采用發(fā)熱量及收縮量較小的水泥。
4.6 選擇好的天氣澆筑混凝土并應(yīng)連續(xù)進(jìn)行
注意天氣預(yù)報,盡量選擇較好的天氣澆筑空心板,盡量避開下雨和溫差較大的天氣澆筑。在夏天澆筑混凝土不宜在白天進(jìn)行,在冬季宜在溫度較高的時間澆筑混凝土,并要采取冬季施工措施。嚴(yán)禁在澆筑空心板過程中間斷施工,底板混凝土振平以后,應(yīng)立即放內(nèi)模并澆筑第二層混凝土,盡量縮短施工縫處上下兩部分混凝土的施工時間差,確?;炷翝仓倪B續(xù)性。
4.7 適時收漿二次抹平
混凝土在初凝前往往會出現(xiàn)裂縫,這時應(yīng)及時收漿二次抹平,這樣處理一是增加了混凝土表面的密度,二是使混凝土表面產(chǎn)生的裂縫愈合,這是消除早期裂縫最有效的措施。
4.8 嚴(yán)格檢查膠囊漏氣,防止膠囊上浮
對使用的膠囊要經(jīng)常打壓檢查,發(fā)現(xiàn)漏氣者應(yīng)及時修補。定位下料要準(zhǔn)確,生根要牢固,一般因定在鋼絞線上為好,防止膠囊上浮,出現(xiàn)頂板厚度小,最終引起早期裂縫。
4.9 加強混凝土養(yǎng)生
混凝土澆筑完畢,及時蓋草或塑料膜,并經(jīng)常灑水使之保持濕潤。氣溫低于10℃,要加保溫材料,進(jìn)入冬季應(yīng)采用蒸氣養(yǎng)生。在早期養(yǎng)生時不要碰預(yù)留膠縫筋,更不要在上行走。
4.10 嚴(yán)格控制拆模時間
抽內(nèi)模的時間要根據(jù)現(xiàn)場混凝土強度而定,最好通過試塊來確定,嚴(yán)禁過早拆除內(nèi)模、側(cè)模,要待混凝土達(dá)到一定強度后,方可拆除。
4.11裂縫的維修、加固措施
a)早期裂縫一般不必處理,但裂縫寬度較大和深度較深時,應(yīng)做些處理,對較嚴(yán)重的裂縫可以鑿成三角槽,用環(huán)氧樹脂砂漿修補;
b)裂縫嚴(yán)重時可在裂縫內(nèi)注入環(huán)氧樹脂漿液加固;
c)用環(huán)氧樹脂砂漿黏結(jié)鋼板于裂縫處加固或先在裂縫內(nèi)注入環(huán)氧樹脂漿液再用環(huán)氧樹脂黏結(jié)鋼板,二者結(jié)合起來效果更好。混凝土與鋼板一起共同受力,從而防止裂縫產(chǎn)生并增加承載力。向裂縫注入樹脂,可加強防水性,防止混凝土老化,以及防止內(nèi)部鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕而減少使用壽命;
d)出現(xiàn)裂縫的板梁,最好集中在一孔上安裝,橋面鋪裝混凝土做成防水混凝土,橋面鋼筋適當(dāng)增加,這樣會補救裂縫對板梁的影響。
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