现浇预应力箱梁混凝土裂缝施工控制方法研究

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1、现浇预应力箱梁混凝土裂缝施工控制方法研究　　摘要：文章分析了现浇预应力箱梁混凝土产生裂缝的原因，对在施工中如何采取措施控制混凝土水化热的影响，有效地防止混凝土裂缝的产生，提出了几点看法。关键词：桥梁；现浇预应力箱梁混凝土；裂缝；1.前言随着桥梁技术的突飞猛进，现浇预应力箱梁混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土；美国则规定为：任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。目前，

2、国内外对机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻。而对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。我们应对此加以重视，防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而对于桥梁中现浇预应力箱梁混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。2.现浇预应力箱梁混凝土裂缝产生的原因2.1水泥水化热7水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的2～5d左右，从而使混凝土内部温度升高……尤其对于现浇预应力箱梁混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和

3、表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。2.2混凝土的收缩混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩

4、变形。2.3外界气温、湿度变化7现浇预应力箱梁混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加现浇预应力箱梁混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降过快，会造成很大的温度应力，极易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的

5、产生。2.4施工工艺现浇预应力箱梁混凝土在施工前期支架地基的处理不符合设计要求，从而引起的不均匀沉降对裂缝产生有着直接的影响。混凝土在浇筑时支架是主要承力部位，不同的地基承载力的不同若处理不当就会引起支架的沉降从而产生裂缝。在施工前必须及早对地基（特别是南方软土地基）进行处理，可采用换填法和周围挖排水沟用井点法降水使地基固结，减少后期下沉量；支架安装后必须对支架和基础进行预压，消除支架非弹性变形。对于采用支架法现浇连续梁施工地基处理是重中之重，是影响现浇预应力箱梁混凝土产生裂缝的重要因素。3.现

6、浇预应力箱梁混凝土施工质量控制措施3.1现浇预应力箱梁混凝土配合比设计73.1.1原材料选用。①水泥：由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，现浇预应力箱梁混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。②细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂可减少水及水泥的用量。③粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径5-20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。④含泥量：在现浇预应力箱梁混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土

7、的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此，骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1%以内，砂的含泥量控制在2%以内。⑤掺合料：应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。3.1.2减水剂的使用。采用减水剂，如SF一1缓凝高效减水剂；膨胀剂采用广泛使用的U型膨胀剂，如无水硫铝酸钙（C4S）或硫酸铝（Al2（SO4）），试验表明在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨

8、胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂强度。3.2温控措施及施工现场控制3.2.1温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对混凝土施工期温度场及温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准及进行保温养护优化选择。73.2.2混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度与降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇