异型结构桥梁的结构试验分析-铁道建筑技术

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1、40m预应力混凝土T形梁裂缝检测分析与防治徐世春1，田志勇2（1.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃兰州，730000；2.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）摘　要：预制预应力混凝土T形梁在施工过程中，容易产生裂缝；通过对裂缝走向分布、宽度及深度的检测，形成原因及结果分析，提出了裂缝的建议处置措施，并对裂缝的产生提出了防治措施。关键词：预应力混凝土，简支梁，裂缝，检测，防治近年来，随着公路、铁路建设的迅猛发展，各种桥梁的建设也日渐增加，因造价、工期、施工难度等因素的影响，以预制、吊装的装配

2、式预应力混凝土T梁桥应用日益广泛。它不仅具有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点，而且能够提高混凝土的抗裂性，从而提高桥梁的使用耐久性。然而，在梁体预制施工过程中，施工工艺、混凝土养护等各种因素极易引起梁体混凝土开裂，裂缝发生后如不能及时处理将给工程带来安全隐患，因此必须引起我们足够的重视。1工程概况某大桥为4孔40m预应力混凝土简支T型梁桥，桥全长178m，桥梁宽度2×0.5m（防撞栏杆）+7.5m（行车道）；设计荷载等级为汽车-40级，验算荷载为挂车-300级。上部结构采

3、用预制40m预应力混凝土T型梁，边梁宽（顶板）2.25m，梁高2.50m，采用C50混凝土。有一片右边梁浇注完成后拆模时未发现梁体有裂缝，但第二天再次检查时，发现梁体腹板两侧出现了竖向裂缝和顶板出现了横向裂缝，裂缝基本呈梁体对称布置。2裂缝检测2.1检测方法本次检测采用常规检测方法，即裂缝位置、延伸长度及走向检查主要采用钢卷尺和直尺进行测量，绘制裂缝展开图；裂缝宽度是在混凝土表面量测的、与裂缝方向垂直的宽度，采用裂缝观测仪进行量测；裂缝深度的测量采用超声波单面平测法进行。2.2检测结果通过检测，该T梁

4、两侧腹板及顶板各有两条裂缝，裂缝长度、宽度及裂缝深度检测结果见表1，裂缝分布状况及走向见图1。腹板设计厚度为200mm，可见腹板裂缝沿厚度方向未贯穿，基本在钢筋保护层厚度内。表1裂缝检测结果裂缝编号裂缝长度（mm）裂缝宽度（mm）裂缝深度（mm）1#16000.2523.914.22#15000.2012.710.93#10000.2513.521.34#12000.2519.917.25#8000.1011.213.86#8000.1516.116.8注：1、裂缝编号见图1；2、裂缝深度两个值表示同

5、一条裂缝两个不同位置的裂缝深度。图1T型梁裂缝分布状况及走向3裂缝分析3.1成因分析裂缝为混凝土桥最常见的裂化现象，也是导致内部钢筋腐蚀的主要原因。裂缝宽度无论大小，均对桥梁的耐久性产生影响；尤其结构裂缝影响桥梁使用年限最大。裂缝对预应力混凝土构件的影响很大，裂缝将造成预应力钢材的锈蚀及疲劳，预应力钢材的锈蚀，将造成预应力构件的完全破坏。该预应力混凝土简支T型梁裂缝是在预应力张拉前产生的，分析认为主要是由以下几个方面造成的：1、混凝土凝固时，尚处于塑性阶段，一些水分与水泥颗粒结合，使体积减小而产生凝缩

6、；另一些水分蒸发，使体积减小而出现干缩。凝缩和干缩导致混凝土产生收缩裂缝。由于混凝土的干燥过程是由表面逐步扩展到内部，在混凝土内呈现含水梯度，因此产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，致使混凝土表面承受拉力，内部承受压力，当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。2、据施工记录反映，梁体浇注混凝土时的温度为28℃，加之拆模后，气温下降到19℃，据对第另一片梁在混凝土内部埋设的温度计测得最高温度达50℃的数据，可知该梁养护过程中内部温度很高，这种内外温度差达30℃左右的冷热变化，使混凝土

7、发生收缩和膨胀，当混凝土的收缩和膨胀受到约束时，混凝土内部便产生了应力，当此应力超过混凝土抗裂强度时，混凝土便会开裂，即产生温度裂缝。3、设计时，边T梁靠中部段腹板的构造钢筋分布间距20cm偏大，再加上施工误差，可能造成钢筋间距偏差，故易在此产生因混凝土收缩和温差所致造成的裂缝。3.2结果分析该T梁设计混凝土强度等级为C50，属于高强混凝土，该混凝土虽然具有强度高、刚度大的优势，但随着强度的提高其变形能力下降，脆性增强，因此规范规定，对于预应力混凝土是不允许出现裂缝的。该T梁的裂缝是属于构件在预应力施

8、加以前，普通钢筋混凝土浇筑强度形成过程中，混凝土收缩及温度变化所产生的一种收缩裂缝，属于混凝土自身应力形成的非结构性裂缝，而非荷载作用下产生的结构性裂缝。裂缝的深度都较浅，基本上是在混凝土保护层厚度内，裂缝削弱截面面积较小，对截面特性影响较小，故此梁缺陷较轻，对结构物抗弯、抗剪、抗压，耐久性以及安全性基本无较大影响，能够满足正常使用要求。4裂缝处置措施该T梁裂缝深度较浅，基本上是在混凝土保护层厚度内，但裂缝宽度较大，应在预应力张拉前进行修复处理。可采用环