40m預(yù)制T梁裂縫成因及施工處理

【摘 要】本文討論了40m預(yù)制T梁裂縫的成因，剖析了結(jié)構(gòu)澆注后張拉前這段時(shí)刻的受力狀況。通過分析結(jié)構(gòu)的時(shí)變溫度效應(yīng)及其對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響，經(jīng)過剖析參數(shù)體系探討了布局發(fā)生裂縫的緣由及裂縫的特征。對(duì)處理T梁的裂縫方面提出了提出了具有實(shí)踐意義的辦法，希望能夠適用于其它相似情況的剖析和處理。

【關(guān)鍵詞】40m預(yù)制T梁；裂縫；成因；處理

一、引言

預(yù)制混凝土T梁張拉前發(fā)生裂縫是一個(gè)復(fù)雜、常見而又難以完全解決的難題。這些年在橋梁的建設(shè)中比重越來越大，預(yù)制混凝土T梁的運(yùn)用跟著高強(qiáng)混凝土技能、預(yù)制技能的發(fā)展和成熟在施工運(yùn)用中也比較多見。因?yàn)楦魇礁鳂拥木売墒┕みM(jìn)程中預(yù)制T梁張拉前在一些單薄部位發(fā)生了貫穿裂縫而致使整片梁作廢的狀況時(shí)有發(fā)生，往往會(huì)造成不小的經(jīng)濟(jì)損失[1]。因而，對(duì)預(yù)制混凝土T梁裂縫的研討顯得極有價(jià)值。

二、預(yù)制混凝土T梁裂縫的成因分析

1.T梁底座約束和沉降引起

因?yàn)榕_(tái)座的地基承載力不足，臺(tái)座的強(qiáng)度、剛度偏小，澆注混凝土后臺(tái)座發(fā)作不均勻的沉降變形而導(dǎo)致臺(tái)座上的T梁開裂[3]。在梁長截面上導(dǎo)致的水平拉應(yīng)力也是由底緣開始是最大，逐漸往上變小。這種拉應(yīng)力是通過梁體的混凝土還有鋼筋的水平拉力來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的，如果這個(gè)拉應(yīng)力的力度大于梁體混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生豎著方向的裂縫。40mT梁底板配筋率是最高的，其次的頂板，而腹板配筋率是最小的，所以豎向裂縫一般會(huì)在腹板部位出現(xiàn)。

2.溫度應(yīng)力的影響

早期混凝土溫度應(yīng)力主要由兩個(gè)因素引起。一個(gè)是混凝土水化熱導(dǎo)致的溫度應(yīng)力，另一個(gè)是混凝土澆筑環(huán)境溫度改變導(dǎo)致的溫度應(yīng)力。 因混凝土水化熱導(dǎo)致的溫度應(yīng)力大體分為內(nèi)部束縛應(yīng)力和外部束縛應(yīng)力。內(nèi)部束縛應(yīng)力是因?yàn)榛炷翜囟确植嫉牟黄胶饧s束了結(jié)構(gòu)體積的膨脹而發(fā)作的應(yīng)力。在水化反應(yīng)前期，混凝土外表溫度和內(nèi)部溫度差使混凝土外表發(fā)生張拉應(yīng)力；在溫度降低期間因?yàn)閮?nèi)部收縮變形大于外表，所以在混凝土內(nèi)部發(fā)生張拉應(yīng)力。內(nèi)部束縛應(yīng)力的大小與結(jié)構(gòu)物內(nèi)外溫度差成份額。外部束縛應(yīng)力是因?yàn)橥獠窟吔缡`了正在澆筑的混凝土的溫度變形而發(fā)作的應(yīng)力。外部束縛的影響與觸摸外表的寬度和外部束縛剛度有關(guān)。 因?yàn)榛炷翝仓h(huán)境溫度發(fā)作改變，混凝土外表與內(nèi)部溫度呈現(xiàn)差值，然后導(dǎo)致溫度應(yīng)力。一旦混凝土外表與內(nèi)部溫差到達(dá)特定數(shù)值，溫度應(yīng)力便有能夠超越此刻的混凝土抗拉強(qiáng)度。初期混凝土環(huán)境溫度改變主要指當(dāng)?shù)貢円箿夭?，因而是否?huì)發(fā)生裂縫與溫度氣候和地理環(huán)境有關(guān)。下圖利用一座40m預(yù)制T梁公路的裂縫情況來表現(xiàn)溫度應(yīng)力影響。

3.收縮應(yīng)力的影響

預(yù)制混凝土T梁一般都是選用高強(qiáng)混凝土。高強(qiáng)混凝土制造時(shí)一般都運(yùn)用較高的膠凝材料用量，而且摻加有很多磨細(xì)礦藏?fù)胶狭希詫?shí)現(xiàn)高強(qiáng)度抗壓力的作用。上述辦法也導(dǎo)致了較大的混凝土縮水現(xiàn)象。從混凝土一開始攪拌成泥一直持續(xù)到到混凝土實(shí)現(xiàn)硬化后的較長一段時(shí)間內(nèi)都有可能發(fā)生縮短的現(xiàn)象，工程上表現(xiàn)為混凝土的開裂趨勢(shì)逐漸嚴(yán)重[4]。收縮變化是由于混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度隨水泥水化的發(fā)展而跟著下降，從而形成比較嚴(yán)重的水分不飽和現(xiàn)象繼而形成壓力差造成的，而當(dāng)壓力差為負(fù)值時(shí)引起混凝土形成的收縮。事實(shí)上水灰比很低的高強(qiáng)度混凝土能供給水泥水化的自在水較少，早期強(qiáng)度的開展率會(huì)使自在水很快溜走不見，在缺乏外界來幫助補(bǔ)充水分的情況下，水泥水化又需要不斷耗費(fèi)水分，這樣一來就會(huì)發(fā)生本身的原始裂縫。 混凝土縮減的程度與水和灰的用量具體比重、摻合料的活性、水泥細(xì)度等因素都有關(guān)系[5] 。

三、措施

預(yù)制混凝土T型梁張拉前發(fā)生裂縫是一個(gè) 比較復(fù)雜的疑問，它涉及到混凝土的資料、結(jié)構(gòu)性及施工環(huán)境，施工操控等方面的疑問。但40m跨徑預(yù)制T量仍是山區(qū)建設(shè)公路橋梁比較合理的方法之一。在實(shí)施工程中，往往對(duì)混凝土的資料、施工條件，包含材料的配合比、預(yù)制梁體底座等比較重視，可是卻缺少對(duì)施工環(huán)境的溫度改變對(duì)梁體發(fā)生的影響的研討。本身40m的跨徑已經(jīng)比較大，梁體的截面比較小，長度比較長，一般橋體橋墩略高，所以形成裂縫會(huì)影響預(yù)制T梁的質(zhì)量，進(jìn)而威脅到架設(shè)橋梁的梁體的穩(wěn)定和安全施工。

經(jīng)過對(duì)預(yù)制混凝土T梁裂縫的有限元分析研討，我們得出T梁澆筑時(shí)的晝夜溫差及混凝土自身水化熱致使的溫度應(yīng)力會(huì)致使T梁張拉前腹板處發(fā)生豎向貫穿裂縫。因而，要嚴(yán)格遵循預(yù)制梁場的當(dāng)?shù)貧庀蟓h(huán)境資料要求，控制好混凝土的澆筑溫度。在T梁澆筑時(shí)，要注意當(dāng)是晝夜溫差較大的區(qū)域的情況，要充分考慮澆筑進(jìn)程中混凝土的溫度應(yīng)力。運(yùn)用恰當(dāng)?shù)木S護(hù)辦法，最重要是要注意T梁腹板處的情況，因?yàn)楦拱逄庉^單?。磺掖颂幭鄬?duì)于梁體頂?shù)装鍋碚f更難去維護(hù)，更應(yīng)該盡量做好保溫保濕的工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陳萌. 混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的機(jī)理分析與控制[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2006.

[2] 金賢玉，沈毅，李宗津. 高強(qiáng)混凝土的早齡期特性試驗(yàn)研究[J].混凝土與水泥制品，2003（5）：5-7.

[3] 李壁有. 預(yù)制混凝土T 型梁張拉前裂縫的成因與控制[J].西部探礦工程，2007，19（2）：157-159.

[4] 黃國興，惠榮炎. 混凝土的收縮[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1982.

[5] 朱清江. 高強(qiáng)高性能混凝土的研制與應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，1999.