预制箱梁裂缝控制

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1、预制箱梁裂缝控制张亚军中铁十一局集团三公司邮编442012[摘要]本文主要分析在箱梁预制过程中产生裂缝的原因及怎样控制裂缝，为以后施工提供借鉴。[关键词]预制箱梁裂缝1工程概况杭州湾跨海大桥北岸连接线是国家和浙江省重点工程，是国家沿海大通道和浙江省公路网规划“两纵两横十八连三绕三通道”的重要组成部分，我公司承建浙江省嘉兴市秀洲区境内第二合同段，共有后张法预应力25m箱梁165片,30m箱梁50片．2裂缝的一般概念混凝土结构型裂缝是一种材料特征。其有裂缝是绝对的，没裂缝是相对的，在先进的试验研究设备面前发现尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在的肉眼不可见

2、的微观裂缝（简称微裂）。主要有以下三种：2．1粘着裂缝是指骨料与水泥石的粘接面上的裂缝，主要沿骨料周围出现；2．2水泥石裂缝是指水泥浆中的裂缝，出现在骨料与骨料之间；2．3骨料裂缝是指骨料本身的裂缝。在这三种裂缝中，前两种最多，骨料裂缝最少。而产生微裂的原因可按混凝土的构造理论加以解释：即视混凝土为骨料，水泥石、气体、水分等所组成的非匀质材料，在温度、湿度变化条件下，混凝土逐步硬化，同时产生体积变形。这种变形是不均匀的，水泥石收缩较大，骨料收缩较小，水泥石的热膨胀系数大，骨料较小，它们之间的变形不自由，于是产生相互的约束力，这种应力引起粘着微裂和水泥石变

3、裂，只是肉眼见不到。当混凝土承受荷载并逐渐增力时，微裂开始扩展并增加，扩展成可观裂缝甚至构件完全破坏。3混凝土裂缝种类3．1一类是各种外荷载（静荷载、动荷载和其它荷载）所产生的应力引起裂缝和次应力一起的裂缝。3．2第二类是变形（温度、收缩）一起的裂缝。其结构特征是结构要求变形，当受到约束和限制时产生内应力，应力超过混凝土抗应力值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛，这种裂缝对承载力影响小，但对耐久性损害大。根据有关调查资料，工程实践中结构物属于由变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起裂缝的约占80%，属于荷载引起裂缝的约占20%左右。4混凝土基本物

4、理力学性质4．1混凝土的收缩变形实践证明，大部分混凝土结构裂缝的原因是由于变形引起，包括温度、湿度等。而湿度变化引起的裂缝又占主要部分，这从混凝土的结构可以看出，混凝土的重要组成部分是水泥和水，通过水泥和水的水化作用，形成胶结材料，将松散的砂石骨料胶合成人工石体混凝土。在混凝土大量的空隙、粗孔及毛细孔里面，存在大量水分，水分的活动影响到混凝土的一系列性质，特别是产生“湿度变形”的性质对裂缝控制有重要作用。4．2由湿度引起的收缩干缩：由混凝土经受干燥作用时，首先是大空隙及粗毛细孔中的自由水分因物理力学结合遭到破坏而蒸发，这种失水不引起收缩，接着是使得细孔及

5、微毛细孔中的水产生毛细压力，而混凝土承受这种压力后产生变形而收缩，即“毛细收缩”，进一步是晶格向水分和分子层中的吸附水蒸发，从而产生显著的压缩，既“吸附收缩”，是收缩变形主要部分。由于干燥所引起的收缩统称为干缩。5收缩裂缝产生原因有人认为，箱梁的体积不大，属于薄壁结构，控制混凝土的收缩裂缝不应按照大体积混凝土的要求采取措施。虽然薄壁结构由于化热引起的温度上升很底，但是混凝土本身收缩很大，特别在环境气温变化与收缩共同作用对于薄壁结构尤为不利，况且，由于浇筑的薄壁厚度不均等原因，因而或多或少地存要应力集中。控制收缩裂缝更要。其原因归纳如下：5．1泵送混凝土的

6、采用其工艺的特点是：水泥用量较多、砂率偏高、骨料粒径偏小、水灰比增加、采用泵送剂。这些都导致收缩及水化热增加。5．2混凝土强度等级日趋提高混凝土强度等级的提高，导致水泥用量增加、砂率偏大、骨料粒径偏小等都使水化热及收缩增加。5．3结构约束力不断增大结构形式的日趋复杂，常采用超静定结构和现浇施工，这种结构形式有显著约束作用，对各种变形作用必然引起较大的约束应力。5．4忽略结构约束在结构设计中，经常忽略构造钢筋重要性。这种钢筋要求细而密，对收缩裂缝有约束作用。5．5混凝土的抗拉性能不足人们关心是混凝土的抗压强度优先于抗拉强度，所以对材料抗拉性能的级配研究很少

7、。5．6养护方法不当泵送混凝土的较大湿度收缩变形要求有适应它的养护方法，不只是洒水，而要温控养护。5．7结构截面的突变不可忽视在箱梁这种薄壁结构设计中，顶板与肋板相连的变截面位置，往往有二层的预应力管道，它是整个截面抗拉最薄弱的地方，很容易在那里出现纵向裂缝。6箱梁裂缝控制的综合措施根据上述混凝土的物理学性质，变形裂缝主要有湿度裂缝、沉陷（塑性）收缩裂缝、干缩裂缝。从它们产生的原因来看，我们可定出有效措施来防止裂缝或把裂缝控制在无害范围内，在预制箱梁过程中采用了以下措施，并取得较好的效果。6．1原材料和配合比6．1．1原材料：严格控制混凝土原材料的质量和

8、技术指标，特别是粗细骨料的含泥量很容易被人忽视，所用原材料采用二次冲洗，即采石场