在陜西榆靖高速公路橋梁施工中,20米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在預(yù)制過程中,在跨中中橫隔板左右出現(xiàn)不同程度的裂縫。經(jīng)施工單位、監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計單位和有關(guān)專家現(xiàn)場分析處理,得到了很好的控制,取得了滿意的結(jié)果。
裂縫情況及分析
裂逢是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會遇到的現(xiàn)象,一類是由外荷載引起的裂縫,也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫,表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對設(shè)計荷載進行全面考慮可以防止;另一類裂縫是由變形引起的,也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時,引起混凝土開裂。 在兩類裂縫中,變形裂縫約占80%。 引起該類裂縫的原因主要有:
(1)混凝土澆注后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫,結(jié)構(gòu)隨著溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮變形,這種溫度變化受到約束時,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
(4)施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。
從裂縫情況看,裂縫分布部位、裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫都分布在跨中中橫板處,只有腹板開裂,且兩面對稱,時間一般為拆模后兩天左右。因為我們施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足質(zhì)量要求,但因現(xiàn)場的施工溫度高達25℃左右,所以裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。
溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元,在非線性溫差作用下纖維間溫度不同,引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形受到約束或結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無法實現(xiàn)自由變形引起的應(yīng)力。
防止裂縫產(chǎn)生及外治措施
1、由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過以下措施防止:控制及改善水灰比,減少砂率,增加骨料用量,嚴格控制坍落度,混凝土凝固時間不宜過短,下料不宜過快,高溫季節(jié)注意采取緩凝措施,避免水份劇烈蒸發(fā),混凝土振搗密實;改善現(xiàn)場混凝土的施工工藝,同時注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護及保溫工作;結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置防裂鋼筋,以提高混凝土的抗裂性能;一旦裂縫出現(xiàn),可以用環(huán)氧樹脂配固化劑、丙酮以1∶0.5∶ 0.25的比例配合進行修補,將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷毛吹凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,再涂環(huán)氧樹脂,貼玻璃布,之后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純堿水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干。這種封閉處理,能保證日后運營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。
2、由溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,鑒于現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對溫度荷載引起的橫向溫度應(yīng)力考慮偏小,設(shè)計時應(yīng)予以重視,可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生(施工過程中我們變更了設(shè)計,在腹板加了一倍的縱向鋼筋);同時在施工時,應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆注混凝土(利用早、晚進行施工)。熱天澆注混凝土?xí)r,應(yīng)降低水溫拌制,選用水化熱小和收縮小的水泥灰比,合理使用減水劑,加強振搗以減少水化熱,提高混凝土的密實性和抗拉強度,并注意混凝土濕潤,同時可以在腹板留通氣拆模,達到張拉強度時及時張拉壓漿。
裂縫情況及分析
裂逢是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會遇到的現(xiàn)象,一類是由外荷載引起的裂縫,也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫,表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對設(shè)計荷載進行全面考慮可以防止;另一類裂縫是由變形引起的,也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫,指變形得不到滿足,在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力,當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時,引起混凝土開裂。 在兩類裂縫中,變形裂縫約占80%。 引起該類裂縫的原因主要有:
(1)混凝土澆注后處于塑性階段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫,結(jié)構(gòu)隨著溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮變形,這種溫度變化受到約束時,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫。
(4)施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。
從裂縫情況看,裂縫分布部位、裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫都分布在跨中中橫板處,只有腹板開裂,且兩面對稱,時間一般為拆模后兩天左右。因為我們施工方案合理,施工工藝符合質(zhì)量控制要求,混凝土配合比、坍落度滿足質(zhì)量要求,但因現(xiàn)場的施工溫度高達25℃左右,所以裂縫的主要原因是因溫度應(yīng)力引起的。
溫度應(yīng)力包括內(nèi)約束應(yīng)力和外約束應(yīng)力。內(nèi)約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一構(gòu)件單元,在非線性溫差作用下纖維間溫度不同,引起的應(yīng)變不同而受到約束引起的應(yīng)力;外約束應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件因溫度不同產(chǎn)生變形受到約束或結(jié)構(gòu)外部超靜定約束,無法實現(xiàn)自由變形引起的應(yīng)力。
防止裂縫產(chǎn)生及外治措施
1、由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,可以通過以下措施防止:控制及改善水灰比,減少砂率,增加骨料用量,嚴格控制坍落度,混凝土凝固時間不宜過短,下料不宜過快,高溫季節(jié)注意采取緩凝措施,避免水份劇烈蒸發(fā),混凝土振搗密實;改善現(xiàn)場混凝土的施工工藝,同時注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護及保溫工作;結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置防裂鋼筋,以提高混凝土的抗裂性能;一旦裂縫出現(xiàn),可以用環(huán)氧樹脂配固化劑、丙酮以1∶0.5∶ 0.25的比例配合進行修補,將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷毛吹凈,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,再涂環(huán)氧樹脂,貼玻璃布,之后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純堿水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干。這種封閉處理,能保證日后運營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。
2、由溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫,鑒于現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對溫度荷載引起的橫向溫度應(yīng)力考慮偏小,設(shè)計時應(yīng)予以重視,可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生(施工過程中我們變更了設(shè)計,在腹板加了一倍的縱向鋼筋);同時在施工時,應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆注混凝土(利用早、晚進行施工)。熱天澆注混凝土?xí)r,應(yīng)降低水溫拌制,選用水化熱小和收縮小的水泥灰比,合理使用減水劑,加強振搗以減少水化熱,提高混凝土的密實性和抗拉強度,并注意混凝土濕潤,同時可以在腹板留通氣拆模,達到張拉強度時及時張拉壓漿。