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1、预应力桥梁砼裂纹产生原因及防治研究论文.freel*EeR——约束度;αt——砼热胀系数(线膨胀系数);ΔTm——温差;Ee——砼的有效弹模。砼温度裂缝的引发条件是:σt≥ft(砼的抗拉强度)。为了减免砼温度引起的收缩裂缝,需要控制砼拉应力(σt)不大于砼抗拉强度ft,控制温差ΔTm显然是最为有效并最为可行的。在砼浇筑后的温升期中(3-5天内),砼处于塑性—弹性转变阶段,Ee较小,不容易发生问题,砼峰温过后,弹性模量逐渐增大,温度裂缝大多出现在浇筑后的7-20天内。同时,连续梁在悬臂分块浇筑过程中,早已硬化的“老”砼块体可对新接浇块体的温度变形起到约束作用,并有可能在新块体中引发裂缝,这种
2、由于新老痛温差所引发的温度裂缝,机制简明预防这种裂缝最有效可行的办法就是降低砼浇筑温度以减小温差。1.3预应力裂缝预应力裂缝主要容易出现在端块锚下应力区以及梁底沿纵向预应力筋的纵向裂缝。张拉时砼的强度未达到,锚中局部应力由泊松效应产生横向环状拉应力,拉应力可以导致开裂;底板中部纵向预应力的泊松效应及施工过程中预应力管道周围砼的收缩不均匀,容易造成底板横桥向拉应力过大,导致底板纵向裂缝。2控制箱梁裂缝产生的措施2.1砼的质量控制2.1.1原材料的选择(1)水泥的选择。水泥的品质影响水泥凝胶的组分、结构和数量,所以也影响水泥的毛细孔、凝胶孔德形状、尺寸和数量,并进而影响到砼的干缩性。水泥的干缩
3、性可随下列因素而降低:a较低的C3A/SO3比;b较低的Na2O和K2O含量;c较高的C4AF含量。(2)骨料的选择。砂石一般不与水泥浆起化学反应,它们在砼中主要起到骨架作用,因而可以降低水化热,大大减少砼由于水泥浆硬化而产生的收缩,并起到抑制裂缝发展的作用。由于骨料在砼中起着重要作用,故砼中骨料应具有良好的颗粒级配,以尽量减小空隙率;砂石表面应干净,以保证与水泥浆更多地结合;应尽可能减少含有的杂质,以保证砼的耐久性。石子的粒径较大时,砼所需的水泥用量和用水量都减少,降低砼的水化热,同时砼的干缩也较小。但石子太大,砼的搅拌和其他操作在施工中都将发生困难,而且易产生离析。针对以上情况,在施工
4、中选用两个级配,一种为5-16mm碎石,另一种为10-25mm粒径石子。使用砂子过粗易使新拌砼产生泌水现象,影响砼的和易性;使用的砂子较细时,又会使砼粘聚性略大、保水性好、易于振捣,但干缩较大、表面容易产生干缩裂缝。结合施工经验,粗砂细度模数为2.6-2.9。(3)外加剂的选择。箱梁钢筋较密,再加上有波纹管,因此要求砼的流动性大,和易性好,故使用减水剂、密实剂。减水剂可改善砼的和易性,减少水的用量,减慢水化初期水化热产生的速度,有利于改善砼的温度应力,减少开裂现象;密实剂可使各层砼连接较好,避免施工缝的出现。(4)配合比的选择。配置砼就是在满足砼和易性、强度、耐久性及尽可能经济等四项基本要
5、求下,比较合理地确定水泥、水、砂子、石子四者的用量比例关系及外加剂的比例。在确保砼的浇筑均匀、振捣密实的前提下,采用较少的拌合水量,较小的水灰比,较好的骨料级配以及较小些的坍落度,较低的拌合温度,都是有助于降低砼的干缩性的。2.1.2混凝土的抗拉性能砼温度裂缝的引发条件是:σt(温度应力)≥ft(砼的抗拉强度),砼的抗拉伸变形能力是制约砼裂缝的重要因素之一,但国内关于这方面的实验研究却不如压缩性那样充分。混凝土受拉中的应力—应变关系线形有似于受压中的关系线性,如图所示:在拉应力增加到超过A点后,砼内部微裂缝逐渐增多、扩展,往往要出现塑性变形,在拉应力增加到极限强度ft(B点)时混凝土不一定
6、立即破坏,而后是拉应力转而下降,直至C点混凝土才要断裂。有资料显示,混凝土的极限拉伸强度除相关混凝土强度之外还受粗骨料粒径形态影响。采用碎石的混凝土,其抗拉伸性可比卵石混凝土强。另有资料,骨料的最大粒径越大,抗拉性能越低。2.2箱梁的施工工艺控制2.2.1养护砼浇筑完成后即进行养生,能促进硬化作用得以充分发挥,防止干缩裂缝的出现。在施工中通常采用直接往砼表面浇水的方法,使砼表面保持绝对湿润,防止砼时干时湿,致使顶板开裂。2.2.2混凝土的浇筑连续箱梁的浇筑采用从顶板下料,先浇筑底板,再浇筑腹板,最后浇筑顶板的浇筑顺序浇筑,并分别采用不同的坍落度控制。底板和顶板控制在14-16cm之间,腹板
7、控制在16-18cm之间。砼的振捣以附着式为主,插入式振动棒为辅,且重视附着式振动器的设置。附着式振动器必须两边对称振动,控制振动时间。底板和顶板采用插入式振动棒捣固,要布点均匀,逐步振捣,尤其是注意锚头位置和新老混凝土接缝位置的振捣,不可过振或漏振,保证砼的质量,抑制裂缝的产生。梁体顶板在浇筑后要二次收浆,抹面拉毛,防止沉陷裂缝的出现。2.3预应力施工控制预应力施工是一道关键工序,是保证整个梁体质量的重要环节,也将直接
