关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的若干探讨

1、关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的假设干讨论摘要:针对预应力砼连续箱梁梁体裂缝问题,本人结合自身参与工程管理理论经历,从工程管理的角度出发,深化地讨论一下预应力砼连续箱梁裂缝产生的原因及预防措施。关键词:预应力砼;连续箱梁;裂缝类型;产生成因预应力砼连续箱梁作为目前我国桥梁构造的主要型式,在各大工程工程中得到广泛应用。由于其设计应用率高,其构造质量也越来越被重视。在众多质量预控工程中,其裂缝问题较为常见,在所有质量病害中出现频率较高。由于混凝土裂缝的存在和开展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载才能、耐久性及抗渗才能,影响箱梁的外观,降低箱梁使用寿命。所以,对裂缝的有效控制是

2、影响箱梁施工质量的关键。但由于箱梁具有大体积、大厚度等特点,加上外部环境等客观条件的限制,使得裂缝问题的防治是成为了箱梁施工工艺控制的难点。对此,为更好地解分裂缝问题,降低裂缝的潜在危害,下面,本人将结合多年参与工程管理理论经历,就箱梁裂缝如何产生、如何防止裂缝等问题展开深化讨论,以供业内同行参考借鉴。一、箱梁裂缝类型和成因分析根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为:翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处,横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁,横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘,并且大局部出如今距支点1/3跨径范围以内,越靠近支点

3、裂缝越严重,对于该类型裂缝,主要由以下原因引起,混凝土徐变引起横向裂缝,在长期荷载作用下,受混凝土徐变影响,箱梁在运营6年7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布,给构造带来附加被动应力。由于构造所受到的外荷载不变,各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的,附加弯矩随时间不断增加,直到混凝土徐变停滞为止。同时,预应力松弛也会引起横向裂缝,对于预应力混凝土构造,箱梁内部预应力对构造应力状态有较大的影响,随着桥梁运营时间的增长,预应力钢束发生松弛效应,并且越来越明显。在现代施工中一般采用低松弛钢绞线材料,并且标准张拉工艺,但在详细操作中难免会出现与标准不相吻合的情况,力筋长期

4、持荷加之混凝土收缩徐变影响,预应力损失也是相当严重的。同时,选用钢筋不合理也会引起横向裂缝,对于普通钢筋混凝土箱梁,钢筋与混凝土的粘结力对构造的整体刚度和裂缝的扩展有较大的影响。我们应该选用外表不光滑、化学吸附作用和握裹力都较强的预应力钢筋。腹板斜裂缝一般发生在支点至1/4跨之间。对于预应力和非预应力箱梁,在施工阶段以及在运营阶段,腹板经常出现斜裂缝,斜裂缝同样有多种因素引起,有设计计算、设计构造配筋、施工工艺、气候条件、日常维护、荷载工况等。局部因素在导致翼缘板出现横向裂缝的同时也是腹板斜裂缝的主要原因,首先,预应力损失过大导致腹板主拉应力过大,由于纵向预应力损失的存在,局部预应力损失超过设

5、计计算值导致截面抗弯承载力严重下降,从而产生翼缘板横向裂缝。二、预防裂缝产生的相关措施2.1施工支架设计在平坦地段,可采用满堂支架进展连续箱梁施工,支架底部采取整体化处理,立柱之间应设置剪刀撑。对跨越河沟或需要留有行车通道的地段,那么采用跨越式支架,此时,支架中的横梁应具有足够的刚度。支架根底可采用混凝土预制块或枕木。支架顶部应设置高度设节器,用以调节支架预防压后的沉降值,使其满足设计标高的要求。预压完毕后应根据承受施工荷载后将产生的弹性变形和箱梁底部的设计预拱度等因素来调整模板标高。2.2支架地基处理为了防止支架的不均匀,需要对支架地基进展认真处理。假如支架处为地基承载力较差的软基地区,那么

6、需先去除淤泥及局部底层上,并分层回填碾压至承台顶标高;当桥梁跨径不大,且采用跨越式支架时,那么可以利用桥梁墩台根底的承台作为支架的基矗必要时可考虑采用临时扩大根底,桩根底或混凝土护筒基矗2.3支架的全程预压为了消除承受施工荷载后支架及根底产生的弹性和塑性变形,支架必须用与箱梁相等的重量进展等荷预压。预压荷载置于支架顶部,但不宜直接放在箱梁底模上,以免磨损模板。在加载前后及卸载后,应定时定点测量支架的沉降情况,支架预压应采取双控,即持续预压5d以上及到达稳定状态2d以上。沉降稳定状态标准为24h沉降1。对于支架地基条件变化较大的地段,支架必须进展全程预压,不能仅预压一孔支架获得经历数据,并将其用

7、于全桥。预压采用传统的沙袋作为支架的预压荷载,严格控制预压重量并使预压荷载均布,使整个支架受力均匀。2.4正确的拆架时间与方法对于施工支架的拆架程序一定要予以高度重视。在工期允许的情况下,撤除时间应尽量延长。重视对连续箱梁桥撤除时间的控制,既要考虑施工上模板周转的需要,又要考虑混凝土的温差不能太大,其温差应包括外表温度、内部中心温度和外界气温之间的温差。从箱梁施工的实际看,应该在规定的混凝土强度和容许温差范围内撤除模板,并且要及时进展保温养护。为了防止造成混凝土内外温差过大,腹板外模撤除后应有一定的保温时间,不得立即喷洒冷水进展养护。拆架时一定要先翼板、后底板、并必须从跨中对称地向两边撤除。支

8、架撤除宜分阶段进展,先从跨中对称向两端松架,再对称从跨中向两端撤除,纵向对称平衡卸落横向应同时一起卸落。2.5改良混凝土的施工工艺2.5.1温度控制:对于采用高强混凝土的连续箱梁,必须注意施工时混凝土的水化热问题。降低水化热最高温度可以减小混凝土内部与外表的温差,因此应使用水化热较低的硅酸盐水泥,防止使用水化热高的水泥。夏季施工时,混凝土拌合前应用冷水冲洗集料,降低原材料温度,降低混凝土入模温度,此外,应尽可能缩短运输时间,使混凝土入模前的温度尽量控制在26以内。2.5.2选择适宜的添加剂:掺入适当的混凝土添加剂,可以防止混凝土的早期收缩裂缝与徐变,防止过多的气孔产生。采用高效缓凝剂使混凝土初

9、凝时间比箱梁浇筑时间更长,防止混凝土浇筑过程的初凝开裂。2.5.3合理安排混凝土的浇筑时间:应合理安排混凝土施工工序,尽量使底板、腹板混凝土一次浇筑完成,并尽快将内模及顶板钢筋制作完成后,浇筑顶板混凝土。新老混凝土先后浇筑的时间差尽量控制在3-5d内,以防止先浇筑混凝土的基岩约束作用。浇筑时间应避开日照较足时段,并采用电子计量设备,确保混凝土配合比计量准确。浇筑混凝土应注意避开不利天气因素的影响。由于现浇连接箱梁每次浇筑的混凝土量较大,往往要连续施工1d-2d,所以要尽量避开雨、风等不利天气。对大风降温天气要给以足够的重视,特别是在浇筑箱梁顶板时,大风会使混凝土收浆压光尚未完成就产生裂纹。此外

10、,突然的降温会使混凝土外表与内部产生过大的温差而引起裂缝,因此应做好保温措施。2.6加强混凝土的养生混凝土的养生主要是保持适当的温度和湿度条件。现浇连续箱梁施工中,可采用洒水潮湿养生,在撤除箱梁内模、立顶板底模等穿插作业中不得使混凝土的养生中断,以免导致梁体产生裂纹。为了克制穿插作业给养生带来的困难,可采用薄膜法进展混凝土养生。三、完毕语由上述可知,预应力砼连续箱梁裂缝的产生原因是多个方面的,有由温度变化引起的裂缝,有由保护层厚度缺乏引起的裂缝等等。然而,无论如何,对于由不同原因引起的裂缝类型,本人认为,我们只有在施工过程中认真做好相关工序的质量把关,对可能引起裂缝的薄弱环节进展重点预控,采用主动、有效的措施,本人相信,箱梁裂缝问题终将可以