预应力混凝土场制箱梁裂纹产生原因分析
预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议
预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议摘要:针对混凝土薄壁箱梁桥在施工或运营阶段存在的开裂现象,本文结合裂缝形成的原因,给出了一些具体的施工建议,为同类工程提供借鉴和参考。
关键词:预应力刚构桥开裂混凝土薄壁箱梁以其良好的结构整体受力性能和跨越能力而在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,沪蓉西延线的大跨预应力混凝土连续刚构桥的主梁亦不例外地均采用这种断面形式。
但在国内迄今所修建的混凝土薄壁箱梁桥中,在施工阶段或运营阶段,箱梁上均存在较多的开裂现象,这一问题至今尚未得到较好的解决,已成为多年来困扰工程技术界的一个难题。
一.混凝土结构裂缝种类虽然使混凝土结构产生裂缝的原因很多,但可以将其分为荷载裂缝和非荷载裂缝和非荷载裂缝两大类。
所谓荷载裂缝是指外荷载作用下构件内的拉应变超过混凝土的极限拉应变所致,根据构件的受力特征不同有受拉、弯拉、剪切和扭转等裂缝形态;而非荷载裂缝是指材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀、地基不均匀沉降以及施工养护不当等引起的裂缝。
在实际工程中,荷载裂缝只占20%左右,绝大部分是非荷载裂缝。
混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件,结构中主拉应力达到混凝土的抗拉强度时,并不立即产生裂缝,而是当拉应变达到极限拉应变时才出现裂缝。
硬化后的混凝土极限拉应变约为150×10-6,即10m长的构件,产生1.5mm的很小受拉变形即会产生裂缝。
由于混凝土材料的不均匀性,裂缝首先在强度最小的位置发生。
二.非荷载裂缝及其成因分析1.材料原因水泥品质:受风化的水泥,其品质很不安定,混凝土浇筑后达到一定强度前,在凝结硬化阶段会产生短小的不规则裂缝。
随着水泥品质的改善,这种裂缝目前较少见到。
水泥水化热:水泥用量在300kg/m3左右时,混凝土在绝热情况下由于水泥水化热将导致混凝土内部温度上升为30~40℃左右。
在实际结构中,内部因水化热产生蓄热的同时,构件表面还产生放热,使得构件内存在内表温度差。
预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防
预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防摘要:预应力混凝土箱梁桥因其具有较大的抗弯抗扭刚度、较好的整体性和连续性而被广泛采用,但许多预应力混凝土箱梁桥腹板在施工或使用阶段普遍出现了各种不同性质的裂缝。
腹板裂缝不仅会削弱桥梁结构的强度和刚度,还会加速钢筋的锈蚀,对结构的耐久性、承载力都构成很大的威胁。
预应力混凝土箱桥腹板裂缝问题已越来越引起人们的关注。
关键词:预应力混凝土;箱梁;桥腹板裂缝1 裂缝成因分析1.1预应力混凝土箱梁桥腹板裂缝的内部成因(1)由于设计不合理而产生的裂缝有些设计者过于追求桥梁的美观及跨径,忽视对箱梁细部构造的考虑,使得箱梁截面日趋纤薄,横隔板日渐减少,底板腹板偏薄,齿板局部承压面积不足。
有些项目的设计过多的进行了结构优化,造成腹板厚度过薄,预应力筋和钢筋布置缺乏合理的保护层和间距数量的要求。
施工制造的误差,造成箱梁两侧腹板厚度不均匀,这必使较薄一侧的腹板首先开裂;不可避免的偏载及两侧腹板混凝土内部不均匀缺陷等因素所造成的两侧腹板受力不均匀。
箱梁两侧腹板设计时是将两侧腹板假定均厚然后简化成工形来设计和计算抗裂性的,箱梁两侧腹板厚薄不均会导致受力不均,也会产生裂缝。
(2)薄厚构件的链接把一薄一厚的混凝土部件相连接是一件很危险的事,这是因为和厚部件相比较,薄部件比较容易受到温度以及混凝土收缩的影响,这样薄部件就比较容易发生开裂,那么,对具有薄腹板的箱梁来说,薄底板就会产生十分严重的横向裂缝。
另外,较大的厚度差别会引起箱梁中比较大的约束力,这样就会导致腹板中水平裂缝的产生。
(3)水泥的水热化作用混泥土在进行搅拌、运输、凝结以及硬化时,这一过程水泥和水发生化学反应而释放出大量的热,之后温度又要下降,在这中间总共产生了两次升温与降温的过程。
内部温度升高,但是板面温度由于外界气候因素而下降,升温时混凝土的内部体积发生膨胀产生压应力,降温又使混凝土的表面进行收缩产生拉应力,一旦混凝土的拉应力和压应力超过了混凝土的抗拉和抗压极限强度,梁板的表面就会产生裂缝。
现浇箱梁产生裂缝的原因分析及解决措施
现浇箱梁产生裂缝的原因分析及解决措施预应力混凝土现浇箱梁是一种结构整体性好、跨度大、外形美观的结构形式,在高速公路和城市快速路等工程中得到广泛应用。
然而,这种结构一旦出现裂缝,无论从结构性能还是美观方面都是有害的。
本文就预应力混凝土现浇箱梁施工中出现裂缝的问题,谈一下其产生的原因及解决措施。
本文以苏州某快速路立交桥为例,该桥有一联(30+35+35+30)m的预应力混凝土等截面现浇箱梁,采用满堂支架法施工。
现浇箱梁混凝土施工分两次浇筑完成,第一次浇筑箱梁底、腹板,第二次浇筑箱梁顶板。
然而,在顶板混凝土浇筑6d后,拆除翼缘板和腹板模板,结果在箱梁的腹板、翼缘板处发现裂纹。
首先,本文分析了箱梁腹板处的垂直裂缝。
在边墩顶处腹板两侧发现垂直于梁体的裂缝,裂缝开始于翼缘板悬臂处,终于腹板高度的约1/3处,裂缝上宽下窄。
产生这种裂缝的原因有两个:一是箱梁混凝土浇筑顺序不当,导致混凝土开裂;二是现浇箱梁地基的不均匀沉降造成。
对于第一个原因,应该在施工前制定合理的施工方案,严格按照预应力设计要求进行施工。
对于第二个原因,必须对地基进行处理,让地基有尽可能较长时间的沉降稳定,采用换填法或不同类型的桩基础进行地基处理,来保证地基承载力,减少后期地基下沉量。
综上所述,地基处理不到位是腹板产生裂缝的主要原因。
因此,在现浇箱梁采用满堂支架法施工时,地基处理是重中之重。
在施工前必须提前对地基进行处理,并且根据地质情况制定合理的施工方案。
在支架搭设前对地基承载力进行检测,合格后进行满堂支架搭设,然后严格按预压方法对支架进行预压,过程中做好测量沉降观测,通过对采集数据的分析,确定支架非弹性变形是否消除、地基沉降变形是否稳定和支架弹性变形数值。
这些措施可以有效地避免现浇箱梁产生裂缝,保证结构的安全和美观。
在现浇混凝土箱梁施工中,应注意先浇筑地基薄弱处和正弯矩最大处,以确保地基变形和支架变形在混凝土初凝前发生并稳定。
同时,要注意混凝土的龄期差异和干燥收缩率,尽量缩短两次混凝土浇筑的时间差,加强混凝土的养护。
支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥顶板裂缝成因分析
支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥顶板裂缝成因分析发表时间:2019-07-08T14:06:50.197Z 来源:《防护工程》2019年第7期作者:林方岳[导读] 本文针对某城市支架现浇箱梁桥在施工过程中发现顶板及翼缘板底面存在较多横向裂缝,为了分析裂缝成因,通过收集施工资料、外观检测、实体检测等工作,然后根据统计出的裂缝的形态、分布情况、裂缝宽度、裂缝深度、混凝土强度等资料,分析了横向裂缝产生的原因及梁体是否满足结构安全和耐久性的要求。
十一冶建设集团有限责任公司广西柳州 545007摘要:本文针对某城市支架现浇箱梁桥在施工过程中发现顶板及翼缘板底面存在较多横向裂缝,为了分析裂缝成因,通过收集施工资料、外观检测、实体检测等工作,然后根据统计出的裂缝的形态、分布情况、裂缝宽度、裂缝深度、混凝土强度等资料,分析了横向裂缝产生的原因及梁体是否满足结构安全和耐久性的要求。
根据分析得知,这些横向裂缝的产生主要是混凝土的收缩应力、温度力、水灰比偏大等综合原因导致。
同时本文还给出了处理建议,旨在提高该桥的承载能力及耐久性。
关键词:支架现浇;连续箱梁;横向裂缝;温度;水化热一、工程概况某主线高架桥梁总长1.006km,其中P4-P7联为30m+50m+30m变截面预应力混凝土连续箱梁,断面采用单箱五室结构。
顶板宽25m,梁高采用抛物线变化,高度为2.0~3.2m。
顶板厚度0.25m,在墩顶附近加厚至0.55m;底板厚度0.25m,在端横梁墩顶附近加厚至0.6m,在中横梁墩顶附近加厚至0.85m;腹板厚0.45m,在墩顶附近加厚至0.85m。
箱梁采用扣件式满堂支架现浇工艺,箱梁砼标号为C50,分别在横梁、腹板和墩顶两侧顶板设置预应力,箱梁构件设计裂缝宽度小于0.2mm。
箱梁桥面采用8cm钢筋砼铺装(C50 P6砼)+聚合物改性沥青防水层+10cm沥青砼铺装。
在拆除顶板和翼缘板模板过程中,发现箱梁顶板及翼缘板处底面均存在较多的横向裂缝,裂缝基本以2m左右的间距较为规则地分布于箱室顶板和翼缘板上,部分顶板裂缝在施工预留人洞处和靠近墩顶横梁斜梗处斜向开裂。
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析
预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝分析预应力混凝土连续箱梁桥底板是一种常见的桥梁结构,由于其承载能力强、使用寿命长等优势,广泛应用于公路和铁路交通建设中。
然而,在实际使用过程中,底板纵向裂缝的出现是一个普遍存在的问题,对桥梁的安全性和使用寿命产生一定影响。
本文将对预应力混凝土连续箱梁桥底板纵向裂缝进行分析。
首先,纵向裂缝的成因可以分为内力和外力两个方面。
在内力方面,由于预应力混凝土连续箱梁桥底板的设计和施工过程中,存在一定的预应力损失和应力集中问题。
预应力损失是由于混凝土硬化和收缩引起的,这种损失会导致底板内部的应力分布不均匀,从而产生一些区域的张应力较高。
同时,在施工过程中,如果预应力钢束的张紧力或锚固不当,也会导致底板内力分布不均匀。
在外力方面,预应力混凝土连续箱梁桥底板承受着来自交通荷载和温度荷载的作用。
交通荷载在桥梁使用过程中是不可避免的,会引起底板产生弯曲变形和应力。
而温度荷载则是由于气温变化引起的,当温度升高时,底板会产生热胀冷缩变形和应力。
其次,纵向裂缝的影响主要体现在两个方面。
首先,纵向裂缝会导致底板的强度和刚度下降。
裂缝的存在使得底板的梁体不能充分发挥作用,不仅会影响桥梁整体承载能力,还容易引起劣化和破坏。
此外,裂缝的存在还会进一步加剧渗水和腐蚀问题,加速桥梁的老化过程。
其次,纵向裂缝会影响桥梁的使用寿命和安全性。
裂缝的存在意味着底板的结构已经出现了一定的损伤,这种损伤会随着使用时间的延长而逐渐发展和扩展。
当裂缝规模扩大到一定程度时,将会对桥梁的强度和刚度造成严重影响,甚至导致桥梁的倒塌。
最后,针对纵向裂缝的解决方法主要有以下几种。
一种方法是采取合适的预应力设计和施工工艺。
通过优化底板的预应力布置和张力控制,可以减少预应力损失和应力集中问题的发生,提高底板的整体力学性能。
另一种方法是采取适当的减振和防护措施。
针对交通荷载和温度荷载引起的应力和变形,可以采取减振和防护系统来减小底板的应力和变形,从而减少纵向裂缝的发生。
论预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施
论预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施1. 材料质量问题预应力箱梁梁体裂缝的成因之一是材料质量问题。
在制作预应力箱梁时,如果使用的混凝土材料质量不过关,存在砂粒过多、掺杂物含量过高等问题,都会导致混凝土的质量不稳定,容易产生裂缝。
2. 预应力筋锚固不良预应力箱梁中预应力筋的锚固是保证梁体整体性的重要因素。
如果预应力筋的锚固长度不够或者锚固质量不佳,容易导致预应力筋在受力时产生松动,从而产生裂缝。
3. 施工质量问题预应力箱梁施工质量的不良也是导致梁体裂缝的一个重要原因。
例如浇筑过程中振捣不充分,混凝土内部存在空洞;拆模时未及时做好养护工作,导致混凝土的质量不稳定等,都会直接影响到预应力箱梁的使用效果。
4. 受外力影响在使用过程中,预应力箱梁会受到各种外力的作用,如交通荷载、自重荷载等。
如果设计不合理或者外力作用超过了梁体的承载能力,都有可能导致梁体发生裂缝。
5. 温度影响预应力箱梁在使用过程中会遇到不同的温度变化,由于混凝土的线膨胀系数较大,温度变化会使得梁体受到不同程度的内部应力,从而产生裂缝。
1. 严格控制材料质量在制作预应力箱梁时,应选择优质的混凝土材料,并严格按照相关标准进行配比和搅拌,以保证混凝土的质量稳定。
2. 加强预应力筋的锚固质量在施工过程中,应严格按照设计要求进行预应力筋的锚固工作,保证其锚固长度和质量,以保证预应力筋受力的稳定性。
3. 提高施工质量在预应力箱梁的施工过程中,要严格按照相关要求进行振捣和养护工作,确保梁体内部没有空洞,并且在拆模后及时进行养护,以保证混凝土的质量。
4. 合理设计结构在设计阶段,应合理选取预应力筋的布置位置和数量,以及梁体的截面尺寸和形状,保证梁体在受力时能够承受外力的作用。
预应力箱梁梁体裂缝的产生有多种原因,包括材料质量、预应力筋锚固、施工质量、外力和温度因素。
要想有效地预防和控制梁体裂缝的产生,必须从各个方面从严控制,并在设计、施工和使用中加强管理和监督。
预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治措施
文章编号:100926825(2007)0820315202预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治措施收稿日期6226作者简介杨 涛(2),男,工程师,湖南常德路桥公司,湖南常德 5杨 涛摘 要:结合工程实例,根据混凝土内部结构产生裂缝的机理,介绍了预应力混凝土箱梁裂缝的开展情况,分析了箱梁产生裂缝的原因及种类,提出了控制裂纹的改进措施及注意事项,以避免混凝土箱形结构产生裂缝,从而保证结构的正常使用。
关键词:箱梁,裂缝,钢绞线,钢模中图分类号:U445.47文献标识码:A引言箱梁裂缝是预应力混凝土箱梁的常见病害之一,按成因可划分为以下两种主要形式:一类是由外荷载引起的裂缝,也称结构性裂缝或受力裂缝,主要是结构承载力不足或存在严重的结构缺陷,这类裂缝在结构设计时必须对设计荷载进行全面考虑方可防止该类裂缝的产生;另一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂,这类裂缝以温度应力产生的裂缝最为典型。
文中以一项工程实践为依托,具体分析裂缝的产生、发展以及如何合理地处治存在的裂缝,为以后类似工程的设计与施工提供一些有意义的借鉴。
1 混凝土箱梁施工某高速公路匝道桥,上部结构为单箱单室预应力混凝土连续箱梁,桥跨布置为6×2510cm +4×2510cm +7×2510cm ;桥面宽1215cm ,底宽617cm ,箱梁高114c m ,悬臂翼缘板端部板厚15cm 、根部厚45c m ;桥面横坡8%。
箱梁内布设6束19<15.24和6束12<15.24钢绞线。
该箱梁的制作在预制场进行,施工流程为:梁场预制→钢模制作→钢筋绑扎、波纹管及纲绞线安装→底板浇筑→内模安装固定→边墙及顶部浇筑→混凝土养护→拆模→钢绞线张拉→架梁。
2 箱梁裂缝开展情况及原因分析2.1 裂缝开展情况在拆除外模与芯模后发现,在箱梁的腹板、顶板与翼板处共发现40条裂张缝,其中腹板12条,裂纹的走向为斜向;顶板裂纹16条;翼板裂纹多出现在翼板与顶板的相交面附近,以上出现的裂纹都较小,没有向深部发展。
预应力现浇箱梁裂缝原因分析及预防处理措施
预应力现浇箱梁裂缝原因分析及预防处理措施摘要:连续箱梁梁桥具有行车舒适、节约材料、造型美观、工程实用性强、受力均匀、养护工程量小、抗震能力强等优点。
因此在目前的高速公路和城市高架桥建设中得到较为广泛的应用。
但在设计中结构受力分析较为复杂、施工工艺较难,设计及施工质量较难控制,裂缝问题突出。
关键词:预应力;现浇箱梁裂缝;原因分析;预防处理措施1导言混凝土箱梁具有结构轻盈、承载力强等特点,在当前建筑施工中的应用率相对较高,但随着其裂缝的出现不仅严重破坏了桥梁的美感,同时也容易导致一些安全事故的产生,严重威胁到人们的安全出行。
2预应力现浇箱梁裂缝原因分析2.1混凝土自身收缩产生裂缝混凝土自身流动性不足或是流动性过大所致,在较高温度或者是较大风力影响下,桥梁顶面混凝土结构表面的干燥速度比较快,会在混凝土的毛细管中产生较大负压,致使干燥速度加快,当干燥强度超过混凝土的自身强度时,就会产生裂缝。
因此,在污水处理厂施工与选材的过程中要尽可能防止产生这类裂缝。
材料选材时,尽可能选择一些干缩值比较小而强度比较高的水泥,例如硅酸盐,然后加入适当的煤粉灰,降低沉降,保证基层与模板湿透。
但是在实际施工过程中,很多施工企业为了节省造价成本,提高企业利益,经常会选择劣质材料,严重影响工程质量。
2.2温度变化产生裂缝2.2.1裂缝产生原因由于钢筋混凝土具有热胀冷缩的特点和性质。
当气温或者外部温度升高时,混凝土结构就会出现膨胀的现象,从而就会导致结构出现附加应力,当混凝土抗拉强度低于附加应力时,就会产生裂缝。
将搅拌的混凝土置于空气中硬化时,其体积会随着水分的蒸发而逐渐缩小,这样的情况通常称之为干缩。
温度影响一般是导致混凝土出现收缩裂缝的主要原因。
这种裂缝常出现在现浇框架结构和现浇墙板式结构中,通常是由于养护不到位形成的。
2.2.2混凝土浇注工艺箱梁分两次浇注,且浇注时间间隔较长,一部混凝土收缩徐变完成,趋于稳定,而二部混凝土徐变未完成并且受到底板、腹板的约束,而这种约束在二部浇注的混凝土结合面(即腹板与顶板翼缘板)产生法向力,导致二部混凝土产生裂缝。
预应力混凝土梁桥的裂缝成因及其对策
预应力混凝土梁桥裂缝成因及其对策预应力梁桥〔包括简支梁、连续梁、连续刚构〕目前是我国修建最多桥梁。
在这些桥梁修建过程中与运营过程中,有时会发现梁体不同部位出现龟裂、横向、纵向与斜向裂缝。
裂缝一但出现,轻那么影响构造耐久性、重那么直接影响构造承载能力,甚至危及构造平安,值得予以重视,并应弄清裂缝产生原因,首先采取措施预防裂缝发生,一旦裂缝发生,那么必须采取适当措施,予以及时观察监测与处理,以保证桥梁平安与耐久性能。
]一、预应力梁桥裂缝种类及其原因1、预应力简支梁桥裂缝种类及其原因〔1〕龟裂预应力简支梁桥在预制时容易产生龟裂,其原因除了由于混凝土配比不适宜,个别混凝土浇筑不均匀外,在养护过程中洒水不及时,覆盖不严,采用蒸养时过快升、降温等均可能产生梁体外表龟裂。
〔2〕纵向裂缝纵向裂缝多发生在运营期间,其原因除了张拉力过大〔设计不合理或施工超张拉〕外,也与混凝土质量有关,如有一些铁路运营线上预应力混凝土简支梁,在运营10多年或20多年后出现沿纵向力筋裂缝,后通过调查确定为碱骨料反响导致混凝土承载力下降造成。
由于这种裂缝处于主要受力钢束部位,极易引起纵向钢束锈蚀,对构造影响非常大。
〔3〕横向裂缝横向裂缝多发生在运期间,超载、各种原因是预应力损失超过设计预想,都可能导致裂缝发生。
此外,由于徐变上拱发生与开展,在梁上翼缘也会产生横向裂缝,特别对活荷载比重较大铁路桥梁更是如此,而且随徐变开展,裂缝也会开展,而当桥上荷载较大时,这种裂缝又会暂时闭合。
〔4〕主拉应力方向斜裂缝这种裂缝一般发生在运营期间,且多在跨度四分之一附近区域腹板上,可以认为根本上是由于主拉应力方向抗裂平安储藏缺乏而造成。
2、预应力连续梁及连续刚构桥裂缝种类及其原因〔1〕外表龟裂与预应力简支梁类似,这种裂缝一般是由于连续梁与连续刚构在施工过程中养护不及时或温度变化较大时产生。
由于这类桥在国内大局部是采用悬臂灌注或支架法施工,高空养护条件比地面更差,极易因养护浇水不及时而造成混凝土外表干缩快,内部干缩慢,使外部混凝土受拉超过混凝土抗拉强度,产生开裂。
预应力混凝土箱梁腹板出现斜向裂缝的原因
预应力混凝土箱梁腹板出现斜向裂缝的原
因
【学员问题】预应力混凝土箱梁腹板出现斜向裂缝的原因?
【解答】悬臂现浇混凝土箱梁拆模后张拉预应力束,腹板混凝土出现裂缝。
一种是有规律地出现于底板约呈45度的斜裂缝;另一种为沿着预应力管道方向的斜向裂缝,往往是靠近锚头处裂缝开展较宽,逐渐变窄而至消失。
产生的原因:
(1)出现与底板呈45度斜裂缝的原因极大可能是该区域的主拉应力超过了该处的预应力束和普通钢筋的抗剪及混凝土的抗拉强度。
也有可能是混凝土拆模过早,混凝土尚未达到其设计抗拉强度。
(2)出现沿预应力钢束管道方向的裂缝的原因往往是由于预应力钢束张拉时,管道及其周边混凝土受到集中的压应力。
(3)混凝土未达到拆模、张拉的龄期。
(4)腹板的非预应力普通钢筋网的钢筋间距过大,不能满足抗裂要求。
(5)施工时临时荷载超载或在作用点产生过大的集中应力。
悬臂现浇混凝土箱梁腹板斜向裂缝的出现往往是设计、施工、材料、工艺等综合因素作用的结果,原因复杂。
这里主要针对施工产生的原因进行分析。
预防措施:
(1)施工工况、工艺流程必须与设计相符。
如有变更应立即与设计单位联系,核算无误后方可施工。
(2)混凝土未到龄期和强度,不得拆模。
(3)施工时严格控制施工荷载,不得有超载或有不同于设计工况的集中荷载。
(4)确保混凝土的保护层厚度及其质量。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
分析预应力现浇连续箱梁裂缝的成因与防治
J IAN SHE YAN JIU技术应用162分析预应力现浇连续箱梁裂缝的成因与防治Fen xi yu ying li xian jiao lian xu xiang liang lie feng decheng yin yu fang zhi罗健在工程建设施工中,预应力现浇连续箱梁裂缝的产生是一种普遍现象,连续箱梁的工程质量问题也因此受到了很大的困扰。
在连续箱梁的构造中,出现较大的预应力现浇连续箱梁裂缝,就会导致连续箱梁的质量下降,使连续箱梁存在安全隐患问题。
只有采取相应的应对措施,才能有效地提高工程建设质量,避免安全事故的发生。
本文就针对预应力现浇连续箱梁裂缝的形成及影响进行分析,提出相应的解决措施。
在城市的发展建设过程中,预应力混凝土连续箱梁桥已被广泛使用。
通过这种结构设计,不仅满足了道路交叉口或垂直交通的使用功能,而且体积小,节省了工程成本。
但是,在大跨度预应力连续箱梁桥的施工过程中,尤其是在高温季节,经常会出现高等级的预应力现浇连续箱梁裂缝。
如果无法及时处理此类裂缝,将影响桥梁工程的质量和安全,给道路上的正常交通出行带来严重的安全隐患。
一、在工程建设施工中,控制预应力现浇连续箱梁裂缝的重要意义预应力现浇连续箱梁裂缝在工程建设中普遍存在,根据产生危害的不同程度,可以将预应力现浇连续箱梁裂缝分为三种类型:表面预应力现浇连续箱梁裂缝、贯穿预应力现浇连续箱梁裂缝,以及深层预应力现浇连续箱梁裂缝。
在一般情况下,贯穿预应力现浇连续箱梁裂缝的危害最为严重,一旦出现此种预应力现浇连续箱梁裂缝,连续箱梁的安全性与稳定性就会显著下降,如果长时间不施行有效措施对其进行处理,就会对人类的财产与安全造成不可估量的伤害。
由此可见,控制预应力现浇连续箱梁裂缝对工程建设质量具有极其重要的意义与影响,必须对预应力现浇连续箱梁裂缝的控制给予高度的重视。
二、工程建设施工中,预应力现浇连续箱梁裂缝产生的多方面原因分析1.连续箱梁表面载荷较大产生的裂缝因连续箱梁的自重对承重结构造成压力,随着时间的推移,连续箱梁长期积累的应力,会使钢筋混凝土生成连续箱梁裂缝,这种预应力现浇连续箱梁裂缝称为载荷预应力现浇连续箱梁裂缝。
预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析防治
预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治[摘要] 根据预应力混凝土连续箱梁普遍开裂的工程实际,结合有限元分析结果,对计算方法、混凝土控制应力、温度梯度模式、腹板预应力束布置等抗裂因素提出了设计建议,介绍了防裂构造措施。
[关键词] 连续箱梁预应力混凝土裂缝控制有限元法1 前言近年来大跨径预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程或使用阶段,普遍出现各种不同性质的裂缝问题。
典型裂缝是在边跨现浇段和支座附近以及跨中腹板斜裂缝。
本文结合裂缝观测、有限元分析与理论研究,从裂缝成因分析和防治措施上探讨了大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝控制问题。
观测到的两座开裂桥梁为桥一和桥二。
桥一为56m + 80m +56m三跨变截面单箱双室连续箱梁桥,支点箱高5m,跨中箱高214m,桥宽16125m,设计三车道,设计荷载为汽—超20 ,挂—120 ;桥二为52m+ 3 ×80m+ 52m 五跨变截面单箱单室连续箱梁桥,桥宽16m,设计四车道,设计荷载为汽—20 ,挂—100。
两座桥的裂缝基本相似。
桥一是在运营一段时间之后出现裂缝,而桥二在竣工质量验收时就发现桥梁主跨箱粱的部分腹板上出现了较多的裂缝,主要分布在跨中箱梁腹板以及在与边跨桥墩相接的现浇段箱梁腹板上,裂缝分布在上下游的两侧基本对称,与桥纵轴线成45°左右方向。
从裂缝分布与方向来看,这些裂缝属于结构性裂缝,是由于主跨箱梁承受了较大剪应力,因而在腹板上出现了斜裂缝。
2 设计计算2.1分析方法平面有限元分析只适宜于结构初步设计以及无横向偏载作用下施工阶段的计算,使用阶段结构验算应按空间有限元分析。
在作平面分析时,要将箱梁的空间受力合理而不漏项地简化到平面计算中。
表1 列出了桥一各控制断面在最不利荷载组合下的第一主应力。
可以看出,平面分析下第一主应力均为较小的压应力,而空间分析结果均为拉应力,且有4个断面拉应力数值较大,超出规范规定值。
表1 平面分析与空间分析第一主应力mpa2.2混凝土控制应力我国的大跨径预应力混凝土连续箱梁桥经常出现裂缝,斜截面抗剪能力是一个重要方面。
预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析
提供借 鉴和参考
【 关键 词】 预应 力; 刚构桥; 开裂
混凝土薄壁箱 梁以其 良好 的结构 整体受力性 能和跨 越能力 而在 阶段和设计使用年 限内不至发生意料之外的病 害 现代 大跨桥 梁结构 中得 到广泛应用 . 但在 国内所修建 的混凝 土薄壁 箱 31 .结构上 的作用 梁桥中 . 在施工 阶段或运 营阶段 , 箱梁上均存在较 多的开裂现象 , 一 这 桥梁结构上所 承受 的作用一般有荷 载( 包括恒载和活载 ) 等的直 问题 至今尚未得 到较好 的解决 . 已成为多年来 困扰工程技术界 的一 个 接作用以及 温度 、 混凝土收缩徐变和支座位移等的间接作用 。 温度 、 混 难题 。 凝土收缩徐变等 间接作 用( 非荷载作用 ) 下薄壁箱梁桥 的结 构反应 由 于结构 内温度场特 别是 日照温差模式 确定的不易 以及对 混凝土收缩 1混 凝 土 结 构 裂 缝 种 类 . 虽然使 混凝 土结构产生裂缝 的原 因很多 . 但可 以将其分 为荷 载裂 徐变特别是徐变机 理认 识的有 限使得 采用现行分析理论所 得结果具 因此一般认为薄壁箱梁桥上所 出现的这 缝和非荷载裂缝两 大类 所谓荷载裂缝是指外荷载作用下构件内的拉 有相当的近似性 和不确定性 . 应变超过混凝 土的极限拉应变所 致 .根据构件 的受力特征不 同有 受 些裂缝是 由于 日照温差和混凝土 收缩 徐变等非荷载 因素 特别是 日照 但问题是为什么按现有规范进行计 拉、 弯拉 、 剪切和扭转 等裂缝形态 ; 而非荷载裂缝是指 材料收缩 、 温度 温差所导致的结构 温度应力所致 . 其原 因应该是现有计算方法 和温差计 变化 、 钢筋锈蚀 、 地基不均匀沉 降以及施工养护不 当等引起的裂缝。 在 算还不能避免这种 现象 的出现7 算模式 的不 完善所致 不 过新 的《 公路桥 涵设 计通用规 范 ( J 6 — J 0 TD 实际工程中 , 载裂缝 只占 2 % 荷 0 左右 . 绝大部分 是非荷 载裂缝 。 J 2 TD 混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件 . 结构中主拉应力 20 )和《 04} 公路 钢筋 混凝土和 预应 力混凝 土桥涵设计 规范 ( J 6 — 04} 5 达到混凝土 的抗拉强度时. 并不立即产生裂缝 . 而是当拉应变达到极限 2 0 )在混凝土结构 的温度作用及收缩徐变作用方 面较相应 的 8 规 分别 给出了新 的相对较为合理的混凝土结构温度梯 拉应变时才 出现裂缝 硬化后的混凝土极限拉应变约为 10 lr 即 lr 范有明显的进步 . 5x0. O 6 e 但现行规范没有考虑全国范围内的气 长的构件 . 产生 1 m . m的很小受拉变形即会产生裂缝 由于混凝土材料 度和混凝土收缩徐 变计算模型 5 候差异 . 不管东西南 北均采用 同一温差模 式 . 此举是 否合适 无疑值得 的不均匀性 . 裂缝首先在强度最小的位置发生 进一步探讨。 2非 荷 载 裂 缝 及 其成 因分 析 . 32结构的作用效应 . 21材 料原 因 . 基于现有的分 析理论 和分析手段 . 结构在确定作用下的作用效应 水泥品质 : 受风化 的水泥 , 品质很不安定 , 其 混凝 土浇筑后达 到一 内力与变形) 能够 比较可靠地予 以确定 . 已为众多 的现场和室 内荷 这 定强度前 . 在凝 结硬化 阶段会产生短小 的不规则裂缝 随着水 泥品质 (
预应力混凝土箱梁开裂原因分析与防治措施
预应力混凝土箱梁开裂原因分析与防治措施摘要:随着当前我国建筑行业的快速发展,各类基建工程的施工发展也获得了较多的实践机会。
在此过程中分析关于基建施工中的预应力混凝土箱梁开裂现状,也引起了施工人员及研究人员的重视。
文章简要分析预应力混凝土箱梁开裂原因及防治措施,以盼能为相关工艺实施中出现的开裂问题解决提供参考。
关键词:预应力混凝土箱梁;开裂原因;防治措施预应力混凝土箱梁施工技术为当前基建工程施工中,常用的一类工艺技术。
该工艺技术在施工应用中具备施工工艺简单,施工效率高,施工成本低的优势,因此在施工应用中关于影响其施工质量的开裂现象以及对应的防治措施,也成为当前行业发展中主要研究的问题。
1 预应力混凝土箱梁开裂主要原因分析分析当前预应力混凝土箱梁在施工应用中,出现开裂现象的主要原因有:设计原因、温度原因、水灰比原因、养护原因、超载原因。
上述原因的出现,严重影响了预应力混凝土箱梁工艺的应用质量,且造成了较多返工复工及安全隐患现象,对于工程的施工质量,以及业主单位的实际投资效果,都造成了严重的影响。
笔者针对上述原因造成的工程开裂现象,以及开裂产生的影响进行简要的分析研究。
1.1 设计原因分析当前在预应力混凝土箱梁施工中因设计原因,造成的工程开裂现象较为常见。
具体在施工中分析因设计原因,造成的工程开裂现象主要表现为:工程设计不合格,造成箱梁实际荷载能力小于上层的负荷,最终造成在持续施工中箱梁体出现了开裂现象。
分析该类原因造成的箱梁开裂现象,严重时可造成工程垮塌,变形等不良现象,极大的影响了工程的施工质量,且造成了较多的工程进度延期等不良现象,对于工程的施工成本控制,以及工程进度管理造成了较大的影响。
1.2 温度原因预应力混凝土箱梁在施工作业中,水为主要的施工材料。
分析因水的物理特性,加之预应力混凝土箱梁施工中的内外部应力差原因,最终造成在温度变化过快的期间内,箱梁出现了开裂等不良现象。
具体分析因温度原因造成的箱梁开裂现象,轻微开裂可通过凿毛补浆,现场浇筑的方式进行工程修复。
预应力混凝土连续箱梁裂缝成因分析及预防措施
混凝 土连续 箱 梁往 往会 出现 一些 问题 , 有些 箱 梁 如
桥在 施 工 当 中或投 入 运 营后 不久 即 出现较 多 裂缝 , 这些 裂 缝如 果 处理 不 当 , 将会 降低 箱梁 桥 的结 构 强
来说 ,引起预应力 混凝 土箱形梁开裂 的原 因大致
有 以下 几 个 方 面 。Байду номын сангаас
11 设计 原 因 .
当使 用 变 高 度 箱 梁 时 ,底 板 在 垂 直 平 面 内具 有 一 定 的 曲率 ,预 应力 钢 束 必 须 按 着 这 种 曲率 布 置 。 束 的 曲率 引起 向下 的径 向荷 载 , 种 荷 载 势 钢 这 必 受 到 底 板横 向 弯 曲 的抵 抗 。 当底 板 横 向 配 筋不 足 , 尺 寸 不够 时 , 会 产 生 纵 向裂 缝 甚 至 破 坏 。 或 就 12 施 工 原 因 .
12 8
管理施工
城 市道 桥 与 防 洪
21年 6 00 月第 6 期
预 应力混凝 土连续箱 梁裂缝 成 因分析 及预 防措 施
张 聪
( 深圳市 光 明新 区城 市建设 局 , 东 深圳 5 87 广 1 12) 摘 要: 该文 首先 分 析 了预应 力 混凝 土连 续箱 梁生 成 裂缝 的原 因 , 着从 设计 与 施工 两个 方 面提 出 了预 防措 施 , 接 可供 同行
度、 刚度 及 耐久 性 等 , 甚至 会影 响 桥梁 的使用 寿命 。
1 裂 缝 成 因分 析
引 起 预 应 力 混 凝 土 箱 形 梁 开 裂 的原 因是 多 方
面 的 , 义上 讲 有 以下 几 种 因 素 : 弯 和 抗 剪 能 力 广 抗 不 足 ,未考 虑 温 度 应 力 ,对 预 应 力 筋 应 力 注 意 不 够 , 工 技 术 的差 错 或 不恰 当 , 乏 优 质 的 施 工 工 施 缺 艺来 满 足正 常 结 构 所 需 要 的施 工 精 度 ,材 料 的 强
预应力混凝土箱梁桥裂缝分析及防护
预应力混凝土箱梁桥裂缝分析及防护【摘要】预应力混凝土箱梁因为具有良好的受力性能,在桥梁工程中得到了广泛的应用。
箱梁桥的抗裂在工程施工、设计等方面吸引了多方的关注。
本文将裂缝的分裂、成因进行了简要的介绍,并且提出了箱梁桥裂缝的一些防护措施。
为今后能够进一步研究预应力混凝土箱梁桥的抗裂提供了新思路。
关键词:混凝土裂缝;防护措施;抗裂1、概述20世纪70年代以来,预应力结构混凝土箱梁桥成为现代桥梁建筑的发展主流,但是在桥梁施工和使用过程中,很多部位都出现了开裂问题,直接影响到了桥梁建筑的性能和寿命,很有可能产生桥梁崩塌断裂事故,不仅造成严重的经济损失,还会威胁人们的生命安全。
因此,对于此类预应力混凝土箱梁桥的裂缝的产生原因和防护措施进行分析研究当是首要。
2、预应力混凝土箱梁桥的裂缝及成因2.1典型裂缝分析对预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝进行了调查,可以发现,裂缝产生的形态各异,产生位置也不尽相同,总的来说,裂缝形态表现为:顶板、底板横向裂缝;顶板、地板纵向裂缝;腹板竖向裂缝;腹板斜向裂缝;横隔板裂缝;预应力钢束锚固区裂缝;沿预应力钢束的顺筋裂缝。
其中箱梁桥建筑常见的裂缝病害有腹板斜裂缝,其特征是位于l/3附近,与水平面大致成45度角度,在跨中两边成八字形;顶板纵向裂缝,其特征是在顶板上沿顺桥向分布,离开腹板一定距离;横隔板发散裂缝,其特征是在横隔板上以过人孔为中心,呈发散状;地板横向裂缝,其特征是通常位于跨中附近地板,竖桥向分布;顶板横向裂缝,其特征是通常在桥墩墩顶附近,竖桥向分布。
2.2裂缝状况分析按照受力载荷,裂缝总体可以分为几种:原生裂缝;干缩裂缝;受力引起的裂缝;变形引起的裂缝。
而变形裂缝在所有的产生裂缝比例最高,因此应当对此类裂缝多加重视。
2.3裂缝成因分析预应力混凝土箱梁桥的裂缝产生原因涉及到多个方面,例如结构设计、施工工艺、气候条件、日常养护等。
为了对裂缝的产生原因进行归类分析,我们可以将裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝,进一步分析这两种裂缝的成因。
预制箱梁施工裂纹的产生原因与预防措施
预制箱梁施工裂纹的产生原因与预防措施摘要:在实际工程施工过程中,预应力预制梁产生裂纹现象已经成为限制施工水平提升的最关键因素之一,因此需要对其产生的具体原因加以探究。
结合实际情况来看,预应力预制梁产生裂纹的原因主要包括温差因素、砼浇注时间、施工工艺、养护手段等,而在施工之前有必要针对这部分因素制定具体的防护措施,同时根据实际情况来调整施工的具体流程,充分发挥预张拉方案对预防裂纹的重要作用。
本文主要分析预制箱梁施工裂纹的产生原因与预防措施。
关键词:预制箱梁;施工裂纹;产生原因;预防措施引言现阶段,预应力预制梁在施工过程中出现裂纹问题已经十分常见,其中一部分产生在张拉前,而一部分产生在张拉后。
尤其是在张拉前产生的裂纹,其产生的原因会受到多方面因素的影响,总体上也呈现出了较强的复杂性。
在这样的情况下,为进一步提升市政工程施工质量,有必要加强对预制箱梁施工裂纹产生原因的探究,并参考可能出现的因素有针对性地制定相应的预防举措,保证工程项目的稳定开展。
1、公路桥梁预制箱梁质量控制要求公路桥梁的预制箱梁施工是一项重要工作,在进行质量控制的过程中,要想实现对质量的有效把控,需要注意以下几点内容。
(1)对施工目标的明确,质量控制的前提是要具有切实可行的施工目标,否则质量控制措施就失去了重心,同时还要保证施工的技术力量完备,技术能够切实支撑起整个施工,且能够保证施工质量,预制箱梁的施工质量控制还应重点关注纵向的裂缝问题以及竖向的挠度控制;(2)要在施工前选择合适的存梁区域,预制箱梁的施工较为复杂且施工周期较长,因此要保证箱梁能够存放良好;(3)深入分析整个施工流程,重点关注哪些工序对质量和工期的影响较大,进而从该工序着手,确保整个质量控制既能够达到工程质量标准要求,也能够达到工期标准要求,另外,一些施工技术可能还会受到季节气候的影响,因而还要根据工程的开展时间对技术进行优化。
2、预制箱梁施工裂纹分析在实际应用的过程中,预制箱梁具备着生产工艺简便、出产成品效率高以及力学性能优良等优势,因此也在市政工程项目当中得到了十分广泛的应用。
预应力箱梁裂缝原因及处理措施
预应力箱梁裂缝原因及处理措施预应力箱梁裂缝原因及处理措施一、引言预应力箱梁是公路和铁路桥梁中常用的结构形式之一,其优势是具有较大的跨度和承载能力。
然而,在实际使用中,预应力箱梁往往会出现裂缝现象,这会影响桥梁的正常使用和安全性。
本文将详细探讨预应力箱梁裂缝的原因以及处理措施。
二、预应力箱梁裂缝的原因1. 载荷作用:预应力箱梁承受的载荷是裂缝产生的主要原因之一。
长期承受荷载会导致梁体的应力产生变化,超过了其破坏极限,从而出现裂缝。
2. 温度变化:预应力箱梁受到温度变化的影响也会导致裂缝的产生。
在温度变化的过程中,梁体会发生热胀冷缩,由此引起内部应力的变化,最终导致裂缝的形成。
3. 施工缺陷:预应力箱梁在施工过程中存在的缺陷也是裂缝产生的原因之一。
例如,混凝土浇筑不均匀、预应力钢束固定不良等都会导致梁体出现裂缝。
4. 环境因素:预应力箱梁所处的环境条件也会影响其裂缝的产生。
例如,潮湿的环境容易导致梁体腐蚀和膨胀,从而引起裂缝。
三、预应力箱梁裂缝的处理措施1. 加强监测:对预应力箱梁进行定期的监测,及时发现裂缝的出现并进行记录。
采用高精度的监测仪器,可以更准确地获取裂缝的位置、宽度和变化情况,为后续的处理提供依据。
2. 加固加粘处理:对已经出现裂缝的预应力箱梁进行加固加粘处理,采用钢板加固、预应力张拉等方式,可以增加梁体的承载能力,减少裂缝的发展。
3. 合理布置伸缩缝:合理布置伸缩缝可以有效减缓预应力箱梁由于温度变化引起的应力集中,从而减少裂缝的产生和发展。
4. 加强养护:定期进行梁体的养护工作,包括防止外界水分侵入、修复维护已有损坏的部位等,可以延缓梁体的老化和破坏,减少裂缝的形成。
五、附件本所涉及的附件如下:1. 预应力箱梁裂缝监测报告2. 预应力箱梁加固加粘处理方案3. 预应力箱梁伸缩缝设计图纸4. 预应力箱梁养护手册六、法律名词及注释本所涉及的法律名词及注释如下:1. 预应力:在施工过程中为了提高构件的抗弯承载能力以及限制由于荷载和温度变形引起的裂缝而施加到构件上的拉应力。
预应力混凝土箱梁桥箱梁裂缝成因分析
后, 温度明显 高于其 他部位 , 内和箱外 温度差别很 大 , 箱 温度梯 度呈非线形分 布 , 箱梁 由于受 到 自身约束作用 , 导致局部拉应力 较大 , 出现裂缝 。日照和下述骤然 降温是导致结构温度裂缝 的最 常见 原 因, 经计算对 比, 结构体 系温 差对上部 结构箱梁 内力 ( 应
根据检查 的结果 , 箱梁裂缝 主要分布 在腹板 、 板 、 顶 底板 以 及横隔板上 , 从裂缝 的力学特 征来 看 , 箱梁 桥 内裂缝主要存在着 纵 向弯 曲裂缝 、 剪切裂缝 、 向弯曲裂缝 、 横 扭转 裂缝和局 部受力 裂缝 , 具体表现 为预应力筋没 有“ 盖” 覆 而截面 又未经校 验处 的
裂缝、 支承处箱梁横 隔板 中裂缝 、 腹板 主拉应力 斜裂缝 、 顶板 中 由于横 向预应力布置不 当引起的横 向弯 曲裂缝 、温度收缩裂缝 和强大预加力 锚固处局部劈裂裂缝等。
2 箱梁裂缝成因分析
21 预 应 力 钢 筋 的 布 置 . 预应 力钢筋布 置适 当 , 箱梁 中有效 预应力 充足 时 , 防治 、 可 减少裂缝 的产生 、 发展 , 具体有 以下 3 : 种 ①竖 向预应 力 , 竖向预
箱形截面梁桥在公路梁桥 中 占很大的 比重 。预应力箱 梁具 有抗扭 刚度大 、 整体性好 、 能承受正负 弯距 等优 点 , 合于 大跨 适 径桥梁结构 , 因此得 到了广泛的发展 。但是 预应力 连续梁 、 连续 刚构桥 在运营过程 中相当数量箱 梁出现 了各种形 式 的裂缝 , 裂 缝的存在对结构的耐久性 、安全度 和正常使用都会产生 十分不 利 的影响 : 一方 面结构 的受力 混凝土有效截 面减 少 , 降低 了桥梁 的安全度 ; 另一方 面混凝 土裂 缝的存在 , 使空气 中的 C 易渗 O极 透到硅 内部与水泥的某些水化产物相互 作用形成碳酸钙 。使硅 的碱度 降低 , 钢筋纯化膜 遭受破坏 , 使 当和空气 同时渗入 时 , 钢 筋就产生锈蚀 ;另外裂缝会削弱箱梁 的刚度 ,使梁跨 中挠度增 大 , 大的挠度不仅影 响行 车的舒 适 , 可能改变受力体 系和内 过 也 力分 配, 使裂缝进一步扩展 , 从而形成恶性循环 。由此可见 , 研究 混凝 土箱 梁的裂缝 ,探 明箱梁结构裂缝产生 的规律和形成机理 无论对在 用桥梁 的养护 还是 对新建桥梁 的设计 、施 工都是十分
混凝土箱梁常见裂缝原因分析
混凝土箱梁常见裂缝原因分析混凝土箱梁因能同时抵抗较大的正、负弯矩,抗扭能力大,较好的整体性和连续性而被广泛采用。
多应用于连续梁和悬臂梁等体系的大跨径桥梁。
箱梁截面由顶板、底板、腹板等部分组成。
顶板和底板是结构承受正、负弯矩的主要部件,腹板主要承受截面剪应力和主拉应力。
随着运营时间的增长,混凝土箱梁出现了越来越多的病害,特别是裂缝的日渐增多,严重影响桥梁的安全使用。
以下就对混凝土箱梁常见裂缝及形成的原因进行分析和总结。
根据混凝土箱梁常见裂缝发生的位置,混凝土箱梁常见裂缝主要可以分为以下几种:一、腹板斜裂缝混凝土箱梁腹板斜裂缝常出现在边跨梁端附近区域、中跨梁在墩支座中心线与反弯点之间的区域,部分斜裂缝往往与底板的横向裂缝相连。
在中跨梁体上,腹板斜裂缝在跨间两边对称出现。
其产生主要有以下原因:1、箱梁截面高度和腹板厚度尺寸偏小,不能满足混凝土抗裂要求;2、在边跨梁端附近梁段,剪力较大,同时还存在弯距作用,剪应力与弯曲应力的共同作用;3、预应力混凝土箱梁底板中钢束锚固的齿板与顶板钢束锚固齿板之间在梁的水平方向错开不足;4、在预应力混凝土箱梁截面设置的竖向预应力筋,由于梁高较小,竖向预应力筋的长度不大,使得长度较短的高强精轧螺纹钢筋有效预应力较低,达不到设计要求的竖向预应力作用;5、在预应力钢束锚固的齿板后的箱梁底板上,由于非预应力钢筋数量不足或布置不合理,造成底板产生横向裂缝,并向腹板扩展产生腹板斜裂缝;6、箱梁纵向预应力钢束的波纹管走形,漏浆等施工问题,造成有效预应力达不到设计要求,导致产生混凝土裂缝。
二、腹板弯曲裂缝腹板弯曲裂缝一般出现在跨中、墩顶部位及箱梁节段的接缝内或接缝附近,由箱梁底边缘向上延伸的竖向弯曲裂缝,比较常见的是位于跨中附近。
往往还伴随着箱梁底板横向裂缝。
该种裂缝产生原因主要有三个方面:1、车辆等荷载作用的原因;2、施工原因造成箱梁纵向预应力不足或预应力损失过大的原因;3、墩(台)基础的不均匀沉降差过大的原因。
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客运专线铁路预制箱梁裂纹产生原因分析摘要:通过对高速铁路高性能混凝土简支箱梁现场预制施工过程中产生的各种裂纹调查,对其成因进行归类分析,对预防和处理裂纹的方法进行总结探讨。
关键词:高速铁路预制箱梁原因分析
混凝土制品的裂纹是很难避免的,它会影响混凝土的强度、耐久性甚至使用功能。
设计时速350公里客运专线铁路无碴轨道简支箱梁,使用寿命为100年,对于混凝土的裂纹有更高的要求,我们在从事箱梁预制生产过程中如何减少和消除预应力混凝土梁的各种裂纹,成为了箱梁制梁场技术人员研究攻关的主要课题。
一、裂纹的分类及原因分析
根据裂纹的成因分类,可分为外因裂纹(主要是机械力导致的裂纹)和内因裂纹(裂纹内部各种因素导致的裂纹)。
外因裂纹较多见,其因果关系简单明确;内因裂纹较为复杂,一条裂纹的产生往往是多种因素作用的结果。
1、外因引起的裂纹
1.1拆模过程产生的裂纹。
拆模引起的裂纹是最常见的外因裂纹,主要包括拆除端、侧模模裂纹。
混凝土强度没达到设计拆模强度就进行拆模易产生掉角、撕裂;箱梁在初张拉后经过提梁机吊出模型时,若提梁机司机操作不当,起升速度不同步,侧模及侧模角模处向上顶撞箱梁翼缘板,侧模及底模连接处向外顶撞箱梁下翼缘,极易使箱梁造成出现纵向裂纹。
设计模型时将侧模上角模设计向外倾斜1-2mm,角模与侧模连接处凹角做成圆弧,既有利于脱模也可避免此类裂纹,设计侧模与地模连接处凹角做成圆弧,同时吊梁出侧模时保证起升同步。
1.2预应力施工过程中的裂纹。
梁体预初张以后梁体会发生压缩并起拱,造成端部集中受力,在梁体端部为35 mm 保护层,应力集中在此处并且梁体压缩位移,从而导致混凝土在保护层与钢筋结合处开裂;另外箱梁底板预应力成孔橡胶管在混凝土浇筑过程中由于固定不牢固上浮,造成孔道上拱,张拉时钢绞线在底板产生压力造成底板纵向裂纹。
1.3养护施工过程中的裂纹。
夏季气温最高时期,用从地下水对梁面洒水养护,造成梁体表面细微裂纹。
保湿养护用水温度应与梁体表面温度差小于设计要求。
1.4存梁、移梁、运梁过程中引起裂纹。
移梁或存放不当造成存梁时箱梁支点四点位于同一平面,误差不超过设计要求,否则导致支座板处多处纵向裂纹。
吊梁和存梁时,梁端悬
出长度超过允许值,可造成梁中部桥面板横向裂纹,这类情况非常罕见。
1.5静载试验引起裂纹。
某些施工水平差的现场预制箱梁单位生产的桥梁,由于箱梁预应力施工工艺不准问题造成预应力钢绞线实际预施应力未达到设计要求,在静载试验加载等级K≦1.2时,箱梁梁体下缘底面发现受力裂纹或下翼缘侧面受力裂纹延伸至梁底边,判定箱梁静载试验不合格。
静载引起裂纹一般出现在跨中8米附近,由下翼缘的侧面(包括倒角和圆弧过渡段)逐渐延伸至梁底。
通桥(2008)2322A-Ⅱ设计的简支箱梁,由于设计安全系数储备大;较少出现静载裂纹;此类裂纹在静载试验完成卸载后完全闭合。
2、内因引起的裂纹
2.1收缩裂纹。
此类裂纹典型的情况有顶板上表面的平行线状细裂纹,封端混凝土养护不及时产生的龟裂。
混凝土收缩裂纹发生在混凝土凝固过程期间,此期间,混凝土由于表面蒸发和水化反应不断失水,总体积减小。
而此过程是由表面逐步扩展到内部的,在混凝土内呈现含水梯度,因此产生表面收缩与内部收缩的不均匀收缩,致使表面上承受拉力,内部混凝土承受压力,当混凝土表面产生的拉应力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
减少其裂缝宽度和条数的方法是在混凝土强度较低时对出现的可塑裂纹二次抹光压面,消除初始收缩应力,然后按规定要求保湿养护保证混凝土强度增长。
对混凝土完成浇筑后贴一层塑料薄膜并做好保温有效消除此类裂纹。
2.2温度裂纹。
温度裂纹常表现为箱梁腹板上部和翼缘板裂纹,箱梁翼缘板裂纹一般为腹板裂纹的延伸。
如果拆模前停止蒸养的时间太短使拆模时梁温过高,环境湿度又小;环境温度很低或很高(严冬或盛夏)、梁体洒水方法不当;箱梁顶板、侧面受太阳暴晒后或突遭冷空气侵袭可导致结构外表面温度突然下降;拆模后早期张拉前停放时间过长未及时施加适当的预应力等往往都会产生温度裂纹。
预防的方法:一是保证拆模前停汽时间;二是在强光照或者大风天气做好改好养护棚并用保温篷布对箱梁进行遮盖;三是注意正确的洒水养生,但如发现梁温过高不要马上洒水,更不能先洒腹板部位;四是拆模后及时施加适当预应力,包括刚发现裂纹时。
若在梁端部添加钢筋网,也可有效阻止梁端部裂纹。
2.3 构造裂纹:箱梁生产过程中,由于设计缺陷导致的梁体裂纹主要有底板端部倒角裂纹和吊点孔倒角裂纹。
当箱梁底板端部倒角筋设置数量、位置不满足要求时,箱梁底板端部倒角容易产生沿下倒角的纵向裂纹,有时裂纹会发展到梁端部;另外箱梁底板区域内预应力与箱梁腹板区域内预应力存在较大差值时,梁体终张拉完成后,箱梁的底板压缩量与腹板压缩量存在较大差值,在箱梁底板端部倒角位置产生一个剪切变形,也可导致底板端部倒角裂纹。
另当箱梁吊装孔倒角受力钢筋设置数量偏少、位置不正确时,梁体在吊运过程中易出现
沿吊装孔倒角的纵向裂纹。
以上两种裂纹预防主要靠增加构造筋来预防。
二、裂纹的修补方法
检查混凝土结构裂纹情况,进行跟踪观测并做好记录,确定裂纹的类型、宽度、深度,并对宽度大于等于0.1mm的裂缝进行宽度、长度统计和编号,绘制裂缝分布图。
组织技术人员确定修补方案,一般情况下细微裂缝可以采用涂膜封闭法修补;大于0. 2mm 的裂纹应将裂纹凿开,进行开槽处理,宜采用开槽填补法修补(开槽处应对混凝土结构无损伤);另外对宽度较小的裂纹可以采用低压注浆法修补。
所用材料和配合比由试验室试验确定。
预制箱梁裂纹修补方法参照以下施工流程实施:裂缝检查→裂缝表面清理→封缝胶配制→粘贴注浆嘴→裂缝封闭→注浆胶配制→注浆(同时进行密封检查)→拆除注浆嘴→表面清理。
三、结语
本文简单的对现场预制时速350公里客运专线铁路无碴轨道简支箱梁的各种裂纹从施工角度进行了归类,分析裂纹产生的原因,分享预防裂纹的方法,最后简单介绍了裂纹处理的方法。
参考文献:
[1]TB/T3228-2010 铁路混凝土结构耐久性修补及防护[S]。