预应力箱梁裂缝原因及处理措施

预应力箱梁裂缝原因及处理措施

【摘 要】通过对预应力箱梁裂缝产生原因进行分析,针对不同裂缝采取相应处理措施,在水灰比控制、钢筋配置、施工管理等方面分别提出了控制要点,经过工程实践证明裂缝处理效果良好。

【关键词】预应力箱梁;裂缝;处理

在预应力箱梁施工过程中,有时可见混凝土表面有裂缝产生,表现形式比较复杂,常见裂缝有沿箱梁腹板两侧竖向或斜45°方向的,有沿翼缘板底部或悬臂板端部纵向的,有沿顶、底板预应力方向的或发生在腹板与顶、底板交接处以及齿板或横隔板(孔洞周围)某些局部位置的裂缝等。裂缝是混凝土结构普遍会遇到的现象,遇到裂缝应先查找原因,再采取相应处理措施。

1.裂缝产生的原因

一类是由外荷载引起的裂缝,也称结构性裂缝或受力裂缝,表示结构承载力可能不足或存在严重问题。对设计荷载进行全面考虑可以防止裂缝的产生;另一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂。引起该类裂缝的原因主要有:

(1)混凝土浇筑后处于塑性阶段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。

(2)混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。

(3)由于温度变化产生的裂缝。结构随着温度的变化受到约束时,在混凝土内部产生应力,当此应力超过混凝土抗裂强度,混凝土便开裂,即产生温度裂缝。

(4)施工不当产生裂缝。如果施工方案合理,施工工艺符合质量控制要求,混凝土配合比、坍落度满足要求,而现场地施工温度高达25℃以上,那么裂缝的主要原因是因温度应力引起的。

(5)模板、支架、移动模架等设备构件结构不合理,构件强度、刚度及稳定性不符合要求而引起结构的变形;基础发生不均匀沉降或水平方向位移;支架预压不符合规定等都会加大结构的主应力及附加应力,从而产生裂缝。

(6)如预应力张拉时间过早,张拉时虽然强度满足要求,但因混凝土龄期短、弹性模量未同步增长而影响后期变形。另外结构浇筑、构件的制作、拆模的时间、运输、堆放、拼装及吊装过程中施工工艺不合理也会降低施工质量而产生纵、横、斜方向的裂缝。

(7)混凝土是一种脆性材料,抗拉强度较低,混凝土浇注后若没有采取有效的措施,降低混凝土内外部温差或采取养护措施不当,使混凝土产生温度收缩裂缝;养护不周,时干时湿,表面干缩变形也会导致裂缝的发生,因此施工中要最大限度的降低温差和减少收缩。

2.防止裂缝产生的措施

对于发现的裂缝,应进行观测、分析,找出裂缝发生的原因,选择合适的材料及施工工艺,对裂缝进行必要的整治,整治裂缝应以“治本为主,治表为辅,表本结合,综合治理”为原则,才能达到良好的效果。

2.1控制及改善水灰比

减少砂率,增加骨料用量,严格控制坍落度,混凝土凝固时间不宜过短,下料不宜过快,高温季节注意采取缓凝措施,避免水分剧烈蒸发,混凝土振捣密实,改善现

场混凝土的施工工艺,同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作。

2.2布置防裂钢筋

通过在结构内部增设防裂钢筋,以提高混凝土的抗裂性能;一旦裂缝出现,先将混凝土表面清理,沿缝凿宽8mm～10mm,深度大于10mm,用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除,用丙酮将其油垢擦洗干净、晾晒,其含水率不大于6%。然后在清洁的混凝土槽内,薄而均匀地涂刷环氧底胶料,不得有漏涂和留坠现象。涂完底胶料后,自然固化12h后,然后用玻璃布或嵌刀将环氧砂浆分层封堵,每层厚度不大于5mm,用沟缝条压平压实。环氧砂浆自然固化24h后,用环氧底胶料封闭,封闭宽度应大于环氧砂浆缝宽,且每边要超出2mm～3mm。封堵后要保持干燥,用碘钨灯烘烤。通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生(比如在腹板加一倍的纵向钢筋);同时在施工时,应尽量选择温度低的时间浇筑混凝土(利用早、晚进行施工)。热天浇筑混凝土时,应降低水温拌制,选用水化热小和收缩小的水泥灰比,合理使用减水剂,加强振捣以减少水化热,提高混凝土的抗拉强度,并注意混凝土湿润,同时可以在腹板留通气孔,达到张拉强度及时张拉压浆。

3.结束语

预应力混凝土箱形结构产生裂缝很常见,但可避免或减少,关键在以下两点: (1)设计时,认真验算,合理布置构造钢筋或预应力筋,对易出现裂缝的部位,通过施工过程的严格控制,尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量,减少裂缝的长度和宽度,通过对裂缝的妥善处理,控制裂缝的发展,使裂缝不至于对结构产生危害,保证结构的正常使用。

(2)加强施工管理,严格按技术规范要求的施工程序和方法施工,是保证工程质量的关键,防止人为因素引起的不合理的施工工艺和方法,以及超越客观现实的盲目施工等不良现象发生至关重要。