预应力混凝土箱梁施工裂缝原因研究及预防措施

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1、预应力混凝土箱梁施工裂缝原因研究及预防措施摘要：混凝土结构的应用时十分广泛的，但同时混凝土裂缝也是难以解决的质量通病。预应力混凝土箱梁一旦出现裂缝将会会降低结构的承载力、耐久性和使用寿命，为此，本文对各种混凝土裂缝的产生原因进行了详细分析，并提出了相应的预防措施，可供同行参考。关键词：预应力混凝土箱梁；混凝土裂缝；原因；温度应力；预防措施中图分类号：TV543+.6文献标识码：A文章编号：随着新技术、新工艺的不断涌现，预应力混凝土箱梁技术也越来越多的应用到桥梁建设当中。但在运营过程中也出现了较多的工程病害，特别是

2、混凝土裂缝问题。混凝土裂缝的出现不仅破坏了桥梁的美观而且严重影响桥梁的刚度分析，还可能影响到桥梁的正常使用，甚至会威胁桥梁寿命。引起裂缝的原因是多方面的，有施工方面的因素，也有设计方面的因素。因此，只有对混凝土出现裂缝的原因进行科学分析，才能采取最有效的预防措施。1裂缝的分类(1)裂缝的形状与结构应力分布有直接关系，一般裂缝方向同主拉应力方向垂直或与剪应力平行。(2)按成因简单的可分为两种，一种是由荷载直接作用(或由于结构次应力叠加作用)，混凝土所受的拉应力超过自身的极限拉应力而引起的裂缝，也称作荷载裂缝或结构性

3、裂缝，还有一种是由于变形变化引起的裂缝，如结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝，也称作变形裂缝，大多属于非结构性裂缝，这种裂缝的产生一般会有一个时间过程，不是瞬间产生的，有一个应力累积的过程。2混凝土收缩裂缝的原因分析及预防措施(1)原因分析此类裂缝是实际工程中最常见的，首先是在混凝土浇筑后的4〜5h时，水泥的水化热反应最为激烈，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，在下沉过程中若受到钢筋阻挡便会形成沿钢筋方向的裂缝，特别是在箱梁的腹板与顶、底板交接处，形成顺腹板方向的裂缝。随

4、着时间的延长，混凝土硬化以后，由于表层水分损失快于内部，因此会产生内外部的不均匀收缩，表面混凝土收缩变形时受到内部混凝土或保护层内钢筋的约束，致使表面混凝土承受拉力，当拉力超过其抗拉强度时便会产生裂缝。此类裂缝是由于混凝土自身收缩过程中产生的，与外荷载无关，如果不受其他外力的影响，一般裂缝不会再有大的变化。(1)预防措施为减少此类裂缝的产生，在混凝土配合比设计时就要加以预防，因为混凝土的收缩大小与水灰比、水泥细度、水泥用量等因素有关，水灰比越大，水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且发生收缩的时间越长。因此在设计预应

5、力混凝土箱梁的配合比时应遵循以下原则：①水灰比不宜过大，水泥用量不宜过多，规范中要求不宜超过500kg/m3,实际应预防在485kg/m3以内，为达到设计强度和使用性能，可以通过掺用外加剂和矿物掺合料或选用高强度等级的水泥等办法来实现。②选用大的骨料，并尽可能的多用骨料，这样可以降低混凝土的自身收缩，预防裂缝的产生。除此之外，在浇筑过程中还要加强振捣，特别是保证变截面处要分层下料，振捣密实。注意早期的混凝土养护，降低表面水分的蒸发率。3温度变化产生裂缝的原因分析及预防措施温度变化引起的裂缝是预应力混凝土箱梁产生裂

6、缝的主要原因之一，通过分析计算，温度变化在结构中产生的次应力有时可以达到活载量级，而且温度应力较难预防，因此要引起高度重视。(1)原因分析通常情况下，引起温度裂缝的原因主要有2种：一种是水泥的水化热，一般的说，对于20〜30cm厚度的混凝土构件在浇筑后的48h时间内由于水化热可以升温20°C,而墩顶处的现浇箱梁横隔板和底板厚度都在50cm以上，结构升温更加显著，如果升温过程中构件受外界影响冷却过快(主要发生在夜间），混凝土中由于温差引起的自平衡应力高于正在缓慢提高的混凝土抗拉强度，则会产生开裂，此类裂缝通常位于横

7、隔板表面出现竖向裂缝及人孔角位置出现放射裂缝，或底板下缘存在纵向裂缝。另一种温度裂缝产生的原因是日照温差，日照温差导致结构的温度次应力是产生结构裂缝的主要因素。由于横向温度应力的最大主应力方向与梁长轴线垂直，故裂缝与桥轴线平行，呈水平向，另一处易出现裂缝的部位是日照横向温度应力的高拉应力区，位于箱梁顶板内壁和腹板上梗肋内壁。（2）预防措施首先是适当延长外模的拆模时间，顶板混凝土及时覆盖养生，目的是避免混凝土在水化热高峰期形成大的内外温差，避免混凝土表面直接受到阳光照射。另外可增加构造钢筋提高混凝土的抗裂性能，特别

8、是薄壁箱梁结构，宜采用小直径钢筋（8〜14mm）、小间距（10〜15cm）。4局部应力产生裂缝的原因分析及预防措施（1）原因分析对于后张法预应力箱梁来说，预应力束是穿在构件的孔道中，预施应力在端部锚固，在锚固区域内的应力分布是较复杂的，属于三向受力状态。锚固端的巨大集中力通过端部区域逐渐转换成均匀分布力的过程中，必然会产生横向应力和剪应力，如果锚后受拉钢筋配置不足或端部接