預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

李晶艷 / 江西景泰路橋工程有限公司

預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

李晶艷 / 江西景泰路橋工程有限公司

預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋成因具有其普遍性和特殊性，而且混凝土裂縫勢必會直接影響橋梁的整體質(zhì)量和人們的出行安全。因此，施工企業(yè)必須加強預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土施工的全面重視。據(jù)此本文主要對預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了一些有效的防治措施。

預(yù)應(yīng)力橋梁；砼裂紋；成因；防治措施

一、預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因

（一）收縮裂紋

砼組成材料主要包括水泥、骨料、外加劑與摻合料，在對砼材料進(jìn)行配比時一旦配比不準(zhǔn)確就極易造成砼裂紋，在對砼的骨料進(jìn)行添加時，如果骨料的質(zhì)量不合格就會造成砼的強度降低，荷載力下降，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋問題。在對砼攪拌時如果水泥與水的配合比不準(zhǔn)確，無論是水過多或過少都會造成砼收縮性的破壞，進(jìn)而引發(fā)塑性式裂紋。在對砼添加外加劑時，如果外加劑或摻合料的類別質(zhì)量出現(xiàn)問題就極易造成水、骨料與外加劑之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)砼裂紋問題。

（二）荷載裂紋

1.直接應(yīng)力裂紋。直接應(yīng)力裂紋是指在荷載作用下產(chǎn)生的直接應(yīng)力而造成的裂紋。直接應(yīng)力裂紋主要是由于沒有對施工設(shè)計進(jìn)行合理的預(yù)算或是結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛性不夠，沒有對模型進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，在工程施工過程中忽視了鑿槽、開動等，這些就會造成荷載發(fā)生變化，進(jìn)而引起砼裂紋。

2.次應(yīng)力裂紋。次應(yīng)力裂紋是指在荷載作用下產(chǎn)生的次應(yīng)力而造成的裂紋。次應(yīng)力主要是因在預(yù)應(yīng)力橋梁工程設(shè)計階段荷載預(yù)算出現(xiàn)了遺漏的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致荷載預(yù)算不足，這時所產(chǎn)生的次應(yīng)力砼根據(jù)就無法承受，這樣就極易產(chǎn)生砼裂紋，除此之外，當(dāng)砼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)開洞、設(shè)置牛腿或鑿槽，在使用常規(guī)計算法時就很難用準(zhǔn)確圖式進(jìn)行模擬計算，因此就會根據(jù)以往的經(jīng)驗進(jìn)行受力鋼筋的設(shè)置。對受力構(gòu)件進(jìn)行挖孔，力流會產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，并集中在孔洞附近，進(jìn)而產(chǎn)生很大的集中應(yīng)力，在受力構(gòu)件變形或砼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處就會產(chǎn)生砼裂紋。

（三）溫度裂紋

在對預(yù)應(yīng)力橋梁進(jìn)行施工中，外界的溫度變化也會影響到砼的裂紋。其中澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度與結(jié)構(gòu)的散熱溫度都會影響到砼內(nèi)部的溫度變化，外界氣溫越高，澆筑溫度也會越高，這樣就會加速砼內(nèi)部水分的蒸發(fā)，從而導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂紋，而外界氣溫如果出現(xiàn)晝夜溫差過大現(xiàn)象就會導(dǎo)致氣溫迅速上升或下降，就會出現(xiàn)溫度應(yīng)力現(xiàn)象，這就極易容易引起砼的開裂。除此之外，外界的濕度也會引發(fā)砼的裂紋，當(dāng)外界的濕度相對較低時就會引起砼的干縮，進(jìn)而導(dǎo)致砼產(chǎn)生裂紋。

（四）沉降裂紋

在對預(yù)應(yīng)力橋梁進(jìn)行施工中經(jīng)常會出現(xiàn)地基沉降的現(xiàn)象，一旦地基發(fā)生沉降就會產(chǎn)生砼裂紋，一方面，在塑性狀態(tài)下，砼基礎(chǔ)及支架會發(fā)生不均勻沉降，在砼結(jié)構(gòu)局部變形或受到約束的情況下就會產(chǎn)生砼裂紋。另一方面，當(dāng)出現(xiàn)大體積的砼時砼在重力作用下就會出現(xiàn)不同程度的下沉，這時水泥漿就會呈現(xiàn)出上浮趨勢，當(dāng)砼下沉至一定的程度就會在鋼筋與模板的共同作用下而產(chǎn)生裂紋。

（五）預(yù)應(yīng)力裂紋

沒有嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行施工，砼強度尚未符合設(shè)計要求時張拉其預(yù)應(yīng)力筋，在錨中局部根據(jù)泊松效應(yīng)可知將產(chǎn)生橫向環(huán)狀拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，或底板中部縱向預(yù)應(yīng)力的泊松效應(yīng)及施工中預(yù)應(yīng)力管道周圍砼不均勻收縮而導(dǎo)致底板橫橋向產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而引發(fā)底板裂紋。焊接的預(yù)應(yīng)力筋不合格，在張拉預(yù)應(yīng)力筋過程中產(chǎn)生斷裂或預(yù)應(yīng)力筋、錨具等設(shè)備質(zhì)量不佳，張拉時突然破壞、斷裂，以及因過多油污導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋滑絲或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件沒有進(jìn)行脫模或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件頂面沒有設(shè)置長縱向鋼筋，將其放張后使構(gòu)件產(chǎn)生起拱及收縮，進(jìn)而引發(fā)不同程度的裂紋。

二、預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的防治措施

（一）混凝土材料選擇

在確保能夠滿足工程強度要求的基礎(chǔ)上，選擇使用較低CA/ SO、較低NaO和KO、較高CAF含量的水泥，以此有效減少收縮裂縫的發(fā)生。在選擇骨料時，應(yīng)該選擇使用性質(zhì)良好的顆粒級配、表面干凈、雜質(zhì)含量較少的砂石，從而盡量減小孔隙率，促使其能夠和水泥漿相結(jié)合，并大大降低混凝土水化熱的作用，全面確?；炷恋哪途眯院褪褂眯阅?，盡量避免產(chǎn)生裂縫。在箱梁鋼筋密集的位置，適當(dāng)添加減水劑，改善混凝土的和易性，并適當(dāng)減慢初期水化熱的產(chǎn)生，以減少溫度裂縫發(fā)生，另外，還要適當(dāng)添加密實劑，促使各層混凝土之間的連接完整，避免發(fā)生施工裂縫。配置混凝土應(yīng)該以滿足混凝土的和易性、強度、耐久性、經(jīng)濟性等要求為基礎(chǔ)，合理確定水泥、水、沙子、石子的用量比例關(guān)系，再加上外加劑的比例。在保證砼澆筑均勻和振搗密實的前提下，采用少許拌合水量、水灰比，較好的骨料級配，較小的坍落度，以及低拌合溫度，以此促進(jìn)砼的干縮性的下降。

（二）混凝土澆筑

在澆筑連續(xù)箱梁時，采用從頂板下料，先澆筑底板，再澆筑腹板，最后澆筑頂板的順序進(jìn)行澆筑，并采用不同坍落度加以控制。底板和頂板最好控制在14~16cm之間，腹板在需要控制在16~18cm之間。同時，還要注意兩邊對稱振動，嚴(yán)格控制振動時間。底板和頂板采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗加固，布點必須均勻，并進(jìn)行逐步振搗，特備是錨頭的位置以及新舊混凝土接縫處的振搗，不能過振，也不能漏振，必須保證砼的質(zhì)量，全面遏制裂縫發(fā)生。梁體頂板在澆筑后，需要進(jìn)行二次收漿，并做抹面拉毛處理，避免發(fā)生沉陷裂縫。

（三）預(yù)應(yīng)力施工

在預(yù)應(yīng)力施工時，應(yīng)該采取標(biāo)定千斤頂油表、檢查錨具和鋼絞線的質(zhì)量、控制張拉時混凝土的強度和彈性模量、使工作錨與錨墊板貼近、注意加載卸載手段、按照張拉順序施工等措施，嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力施工精度，避免受錨頭混凝土質(zhì)量、錨下鋼筋及彈簧筋的布置等因素影響，以此減少預(yù)應(yīng)力裂縫的發(fā)生幾率。

（四）后期養(yǎng)護(hù)處理

在混凝土澆筑結(jié)束后，需要采取混凝土表面澆水或覆蓋的方法，保障混凝土表面足夠濕潤，從而避免混凝土表面發(fā)生開裂。在施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙施工，不能隨意進(jìn)行設(shè)計變更。對于預(yù)應(yīng)力橋梁的使用情況，也需要進(jìn)行實時檢測，一旦發(fā)生問題，必須及時采取措施加以補救。在預(yù)應(yīng)力橋梁發(fā)生裂縫后，需要及時采取應(yīng)對措施進(jìn)行彌補，以此避免造成不必要的人力、物力、財力損失。如果裂縫對預(yù)應(yīng)力橋梁的承載能力沒有產(chǎn)生影響，那么在清潔裂縫表面之后，可以適當(dāng)采取表面抹水泥砂漿、表面涂環(huán)氧膠泥或者聚乙烯泥、表面槽嵌補法等加以處理。如果裂縫對預(yù)應(yīng)力橋梁的承載能力產(chǎn)生影響，可以采用內(nèi)部修補法和結(jié)構(gòu)加同法，處理裂縫。

三、結(jié)語

總而言之，預(yù)應(yīng)力砼的抗裂性能良好，因此得以在各行業(yè)廣泛應(yīng)用。在實際施工過程中，預(yù)應(yīng)力砼將會產(chǎn)生許多類型的裂紋，以此對預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量和使用壽命造成直接性的影響。預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的問題十分復(fù)雜，和混凝土材料、預(yù)應(yīng)力、澆筑施工等因素息息相關(guān)，這就需要施工企業(yè)必須加強對影響因素的重視，根據(jù)實際情況對造成砼裂紋的主要成因進(jìn)行詳細(xì)分析，并及時制定有效的、完善的防治措施，從而嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的發(fā)生，為人們的出行提供安全保障。

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