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时间:2017-12-18
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1、30M预应力T梁产生裂纹的原因分析及处理.WORD格式魏晋红【摘要】预应力砼T梁在冬季施工,分析其产生裂纹的原因,研究裂纹处理的办法【关键词】预应力砼T梁、冬季施工、裂纹预应力砼,与钢筋砼相比,具有构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高,耐久性好、材料省等优点。在跨度较大的结构中,综合经济效益较好。预应力砼结构在一定范围内代替钢结构,可节约大量钢材,降低成本,并免去维修工作。在现代公路设计中,预应力砼梁被得到广泛应用。预应力T梁很容易产生裂纹,裂纹的产生对T梁质量有很大影响。腐蚀钢筋进而腐蚀钢绞线,大大降低了T梁使
2、用年限。北京—大同(京大)高速公路是109国道的重要组成部分,是山西省能源基地大同市通往京、津、塘地区的重要经济、政治干线之一。京大高速公路是我国第一条超重载高速公路,设计荷载汽车—超20级;挂车—120,下部结构为钻孔灌注桩圆柱式墩台;桥梁上部为先简支后连续30M预应力砼T梁,预应力钢束管道采用橡胶抽拔管。T梁施工为冬季施工。T梁截面形式如右图。一、T梁出现裂纹的分布以及出现的时间。从京大路施工的茹庄水库大桥、御河大桥、坊城河大桥的预应力T梁看,裂纹多于张拉压浆后以及移梁后出现,多分布于腹板及马蹄部分沿钢束管道
3、位置,特别是最上端接近翼板部位的5#钢束,还有一部分分布于梁端底部。不同部位的裂缝分布示意如下图。二、分析原因1、温度因素从京大路上修建的几座大桥出现的问题来看,有一部分裂缝,特别是马蹄底部裂缝的出现,初步认为是压浆时或压浆后温度过低造成。孔道压浆后,水泥浆内的游离水在低温下结冰,将砼胀裂,造成沿孔道位置砼出现“冻害裂缝”。此裂缝宽度可达0.1—0.3mm。按照施工规范,低温施工时,压浆前孔道周边的温度应在50C以上,水泥浆的温度在压浆后至少有5天保持在50C以上。从京大路施工的三座大桥看,有两座是采用移梁方案,
4、梁体在张拉压浆3天后即移出暖棚,虽然此时水泥浆的强度已满足规范要求,但水泥浆内的仍有许多多余水分需要水泥浆在水化过程中吸收。移出暖棚后,环境温度最低达-200C,最高也有-50C,如此环境温度下,砼很可能产生冻胀裂缝。而另一座大桥T梁施工采用的是分散台座,张拉一般在梁体28天龄期后进行,并且压浆后仍处于暖棚养生,温度得以控制。同时,因为裂缝的出现,京大指挥部组织三家大桥施工单位到河北唐河大桥参观,此桥T梁结构形式、钢筋、钢铰线布置与我们的基本相似。参观结果发现,有一片梁(已架设)梁底中部有二条长2m的裂缝,裂缝中
5、渗出白浆,并且裂缝中滴出有水,此时为中午温度20C。根据此情况看,孔道内肯定存在有没有全部水化掉的水分,这些多余的水分在夜间温度降低时冻结膨胀,进而使梁开裂。同时我们查看了该梁生产时间为11月16日,没有采取任何保温设施。从这一例证进一步验证了冻胀是产生该裂纹的重要原因。2、材料因素腹板部位沿钢束孔道位置裂纹,从裂纹看,相当有规律,次序也一样,开始是5#孔,然后慢慢发展,尤其是沿5#预应力孔道部位裂纹特别明显。从国内外的一些资料来看,预应力砼很容易沿管道开裂。而对于薄壁结构的砼,不易使用抽拔管。因为抽拔过程对强度
6、正在增长的砼挠动此较厉害。5#钢束曲率较大,抽拔过程中对砼挠动尤其明显。3、移梁因素由于施工现场有限以及冬季施工的特殊性,移梁一般在压浆完成后2-3天进行,以便尽早腾出台座。此时水泥浆的强度较低,虽然养护温度一般在200C-300C,但根据砼强度增长情况分析,3天强度只能达到设计强度的50%左右,加上孔道周围砼有效截面只占腹板厚的34%,砼紧密的钢筋、钢铰线布置,使砼振捣不便,可能造成局部砼强度较低,很容易出现裂纹。4、结构因素钢束坚向曲线布置,张拉时,产生向上的拉应力,使钢束上部砼受压,有了开裂的趋势,如果砼强
7、度局部达不到要求,就很可能产生裂缝。5、工艺因素施工中管道不能严格按图纸坐标布置,局部高低左右偏移,张拉产生集中拉应力,造成局部砼产生裂缝。三、施工过程预防裂缝产生的措施1、将抽拔管改为波纹管,减少抽拔过程中对砼的挠动。使用波纹管,不仅有利于砼与水泥浆的连续,而且,既使压浆施工后可能产生冻胀,波纹管也会对砼起到一定保护作用。2、加强加密箍筋,最好采用螺纹筋,加大砼与钢筋的握裹力,减缓裂纹产生趋势。这样做的缺陷:钢筋太密,对砼振捣工序带来困难,容易产生蜂窝、麻面、空洞。3、冬季施工中,延长压浆后养护时间,并控制好水
8、泥浆施工水灰此,减少游离水分。压浆严格按操作规程施工,管道用水冲洗后,要用吹风机吹干。并且,压浆从一侧压后,应从另一侧补压。4、尽量减少移梁过程。砼养护可采用分散台座,移动暖棚的办法。5、严格按施工规范及设计文件施工。四、对已有裂缝梁的处理1、对梁体进行质量鉴定采用回弹法和静载试验法分别检测,对测试结果计算分析进行比较。⑴、用回弹仪测出梁体混凝土实际标号,按表1折算出混凝
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