PC箱梁施工水化热规律分析及裂缝控制研究.pdf

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1、PC箱梁施工水化热规律分析及裂缝控制研究lit松’。邬晓光‘，郑小刚2●1．长安大学公路学院，陕西西安710064；2．邢衡高速公路管理处，河北邢台054000摘要：本文以一座预应力混凝土等截面Pc箱梁桥——坂上互通AK0+315．2立交桥为依托，对箱梁水化热温度实测值进行分析，寻找一定的规律。明确施工过程中水化热作用对Pc箱梁结构变形的影响，并提出系统有效的温控措施防止裂缝的形成发展，为今后相似结构施工过程中温度裂缝的控制及预防提供依据。关键词：PC箱粱水化热桥梁施工裂缝控制0引言PC箱梁施1二过程中混凝土水化作用将导致混凝土箱梁内外存在较大的温度差，混凝土

2、内部与表面的温差引起的不均匀变形会在表面混凝土中产生一定的拉应力，严重时导致混凝土开裂对整个箱梁结构的受力性能和耐久性能产生很严重的不利影响【l。因此，PC连续箱梁桥施工过程中水化热分析及其裂缝控制的研究对于箱梁施工具有重要的指导意义。本文主要通过试验研究的方法，对国内某工程实际进行水化热温度试验，对试验结果进行分析，探寻防止等截面Pc箱梁施工过程中温差过大引起的混凝土开裂措施，对今后的T程实际提供借鉴依据。1等截面PC箱梁水化热试验分析1．1工程概况本文主要依托河北邢衡高速公路邢台段坂上互通AK0+315．2立交桥，为预应力混凝土等截面连续箱梁。箱梁采用满堂

3、支架法一次性浇筑完成。在本桥第2跨跨中及根部选取两个截面，每个截面在箱梁内部选取了18个测点，在浇筑后24小时内进行温度实测(时间间隔为1小时)。测点布置如图l、图2所示。．12图l测点截面纵向布置图2跨中断面测点横向布置12箱梁内部温度一般发展规律Pc箱梁施工阶段，水化热作用对于箱梁的温度应力影响显著。图3、图4、图5分别是跨中断面顶板、腹板、底板混凝土内部各测点温度随入模时间的变化曲线。由图可见，在混凝土浇筑20h之前，其内部温度呈现快速持续上升趋势，达到最高温度后，进入缓慢温降阶段，在混凝土浇筑lOOh后，其内部温度时程曲线随外界环境温度变化趋于平缓。由

4、混凝土箱梁水化过程温度时程曲线可以看出，各测点温度峰值相差不是很大。但是不同的施工条件，温度时程曲线到达峰值的时间不同，说明施工条件对于箱梁的水化过程有一定的影响。自然养护中箱梁的温度峰值一般出现在入模60～70h后，而由图中可以看出，蒸汽养护条件下温度峰值一般在人模20～30h就会出现，这也说明，蒸汽养护大大加快了箱梁的水化速度。由图4中可以发现，箱梁温度沿梁高方向变化规律：梁顶、梁底部位温度比腹板中间段温度要低，腹板中间段随着高度的升高，温度有所下降。说明腹板不同位置的水化程度存在差异，但差异性较小。另外，从图3中可得知，底板两端温度比中间段温度要高，说明

5、，截面尺寸对箱梁水化热温度也有一定影响。；幅：∞016S箜S■5¨．5曙，Sl∞^●瞳■h图3跨中顶板混凝土内部温度时程曲线图4跨中腹板混凝土内部温度时程曲线图5跨中底板混凝土内部温度时程曲线箱梁内部温度达到峰值后，进入缓慢的温降阶段。图6为在箱梁中顶板、底板、腹板选取的典型测点的温降时程曲线，其中，底板的温降速度为0．4～0．48℃／h，腹板温降速度为0．3～0．42℃／h，顶板温降速率为0．4～0．45。C／h。说明粱体顶、底板散热条件较腹板良好，可较快地实现温降。在入模60～70h后，温降过程结束，之后梁体的温度随环境温度有所变化。图6箱梁各部位温降时程

6、曲线对比图7、图8跨中与根部两个不同断面温度时程曲线，除6号测点外其他测点在两个断面的分布规律基本一致，说明，梁体温度变化沿·163·2Q!堡生篁2塑i篁篁!兰!塑l江酉建挝．—』塑堡惦：蜘§幅舶：巧：焉曲；幅∞：荔O16532S柚5¨S葛5l∞I∞^■●蠕h图7跨中典型测点温度时程曲线016S置5明5114．5蒉Sl∞I∞^●啊^图8根部典型测点温度时程曲线梁体纵向是均匀分布的。分析跨中断面6号测点温度较小的原因主要是由于浇筑第二天日照作用的影响，5号测点位于向阳面，而6号测点位于背阴面。根部断面浇筑是在夜间进行，日照作用影响不大。这也说明环境条件对梁体水化

7、过程也有一定影响。综上，箱梁的整体水化过程主要受养护条件、截面尺寸、入模温度、单方混凝土水泥用量、环境温度等因素的影响旧1。2箱梁温度裂缝分析混凝土浇筑完成后，水泥水化释放大量水化热，形成了较大的内外温差，结构内部产生温度应力，当拉力超过混凝土的极限拉应力时，混凝土结构就会产生温度裂缝。温度裂缝的发展可以简述为3个阶段：(1)当∥o。=0．3～0．4时(盯。为破坏强度，盯为施加的应力)，结构内部产生微裂缝，裂缝处于相对稳定期。这个阶段，有些裂缝的尖端因应力集中而略有发展，但对混凝土的宏观变形无明显变化，即使荷载的多次重复或长期作用，微裂缝也不会有过大的发展。(

8、2)当a／w。=0．4～0．75时，结