所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2013-01-18 09:02 熱度:
摘要:混凝土是應用最廣泛最重要的工程材料之一,預應力混凝土在建筑行業廣泛應用的同時,常在構件的不同部位出現各種各樣的裂縫, 有的甚至超出允許裂縫限值,給構件使用留下隱患。預應力混凝土橋梁的裂縫問題受橋梁設計、所用材料質量、混凝土配合比、施工工藝、養護條件、氣候環境等多種因素影響,是一個復雜、常見而又難以控制的問題。本文作者針對這些裂縫介紹這幾種常用的施工方法,并分析裂縫產生的原因及處理措施。
關鍵詞:預應力,混凝土裂縫,控制
隨著城市道路橋梁工程的快速發展,預應力混凝土在城市道路橋梁施工中所起的作用越來越突出,應用越來越廣泛,預應力混凝土橋梁已經進入到一個相對穩定的發展時期。預應力混凝土由于解決了普通混凝土抗裂性能差的缺點,已被廣泛應用于工業、民業、水利及交通等建筑行業中,備受業內人士青睞。但預應力混凝土施加預應力前后,常在構件的不同部位出現各種各樣的裂縫,有的甚至超出允許裂縫限值,給構件使用留下隱患。預應力混凝土連續梁橋的發展與其施工方法密切相關,預應力混凝土連續梁橋的施工方法甚多,主要有整體現澆、預制簡支一連續施工、懸臂施工、頂推施工和移動式模架逐孔施工等方法。以下將分別介紹這幾種常用的施工方法,并分析裂縫產生的原因及處理措施。
一、施工方法
1.1整體現澆施工法
整體現澆施工通常一聯為整體澆注混凝土而成。整體現澆施工法的特點如下:①橋梁的整體性好,施工平穩、可靠、不需大型起重設備;②橋梁施工過程中無體系轉換,不產生恒載徐變二次力,施工方便;③預應力混凝土連續梁橋可以采用預應力體系,使結構構造簡化,方便施工;④需要使用大量施工支架,跨河橋梁搭設支架影響河道的通航與排洪,施工期間支架可能受到洪水和漂流物的威脅;⑤施工工期長、費用高,需要有較大的施工場地,施工管理復雜。
1.2 預制簡支連續施工法
預制簡支連續施工又稱先簡支后連續施工法。其程序為:預制簡支梁,分片進行預制安裝,預制時按預制簡支梁的受力狀態進行第一次預應力筋(正彎矩)的張拉錨固,安裝完成后經調整位置(橫橋向及標高),澆筑墩頂接頭處混凝土,更換支座,進行第二次預應力筋(負彎矩筋)的張拉錨固,進而完成一聯預應力混凝土連續梁的施工。
1.3 懸臂施工法
用懸臂施工法建造預應力混凝土連續梁橋,分懸澆和懸拼兩種,其施工程序和特點與懸臂施工法建造預應力混凝土懸臂橋基本相同。
1.4 頂推施工法
頂推施工法是沿橋縱軸方向的橋臺后開辟預制場地,分節段預制混凝土梁體,并用縱向預應力筋連成整體,然后通過水平液壓千斤頂施力,借助不銹鋼板與聚四氟乙烯模壓板特制的滑動裝置將梁逐段向對岸頂進,就位后落架,更換正式支座完成橋梁施工的方法。
二、裂縫產生原因
2.1 施工方面影響因素
2.1.1施工設備構件結構不合理。構件強度、剛度及穩定性不符合要求引起結構的變形;基礎發生不均勻沉降或水平方向位移;支架,預壓不符合規定等都會加大結構的主應力及附加應力。
2.1.2 施工材料質量。如配置混凝土所用的水泥、砂、石骨料、水及外加劑質量不合格, 雜質含量超標,水泥過期等引起的不良化學反應,致使混凝土抗拉強度下降,另外,鋼筋銹蝕使鋼筋有效面積減小導致結構承載力下降也會產生裂縫。
2.1.3 施工方法。如混凝土拌和時間過短,影響混凝土均勻性;澆筑中布料不均勻,澆筑后骨料下沉及表面水分蒸發,在凝固過程中收縮而生的裂縫;混凝土振搗不均勻發生漏振、過振等。
2.1.4 施工質量控制不嚴格。混凝土配合比失控,導致水、砂石骨料、水泥用量不準確,或水灰比過大,塌落度控制不好都會造成混凝土強度不足和材料性能變化。
2.1.5 施工工藝。如預應力張拉時間過早,張拉是雖然強度滿足要求,但因混凝土齡期短、彈性模量未同步增長而影響后期變形。另外結構澆筑、構件制作、拆模時間、運輸、堆放、拼裝等過程中施工工藝不合理也會降低施工質量而產生縱、橫、斜向裂縫。
2.1.6 養生。混凝土是一種脆性材料,抗拉強度較低,因此在澆筑后應采取有效措施,降低混凝土內外部溫差,避免產生溫度收縮裂縫;同時養護不周,表面干縮變形也會導致裂縫的發生。
2.2 環境因素
由于溫度變化產生的裂縫,結構隨著溫度的變化產生膨脹變形,這種溫度變化受到約束時在混凝土內部產生應力,當此應力超過混凝土抗裂強度,混凝土便開裂產生裂縫。
三、裂縫的預防
3.1 在進行預應力混凝土施土時,嚴格按設計和相關規范要求施工,張拉時混凝土強度必須達到設計強度的 75%以上方可張拉(如設計有要求按設計執行)。在冬、雨季進行施工時,要根據天氣情況采取必要的防護措施,雨季施工注意控制混凝土的水灰比,冬季施工加入早強劑、防凍劑等外加劑;嚴格控制混凝土拌和所用各種原材料,防止石灰石塊進入混凝土(石灰石遇水膨脹,會導致混凝土崩裂),并做好水泥的檢驗試驗工作,嚴禁使用小窯水泥, 確保混凝土的澆注質量。
3.2 預應力構件的制作基面要夯實,防止基面下沉。基面與構件底面要做好隔離,以確保混凝土構件收縮不受約束 。
3.3 進行預應力工程施工時,所選用的預應力筋、錨具等設備必須及時檢驗,而且最好選用大廠生產的設備,杜絕使用不合格產品。
3.4 預應力筋、錨具等材料在運輸使用過程中要保持清潔,防止油污,如有油污要及時清理干凈。
3.5 在進行預應力混凝土工程施工時,要認真做好預應力筋張拉應力、張拉順序以及灌漿壓力的計算書 灌漿壓力不能過高,太高極易造成構件的破壞。預應力筋為了減少應力損失,在符合計算書范圍內的超張拉是可以的。
四、裂縫處治措施
4.1 對承載力無影響的
(1)表面抹泥漿。首先沿裂縫處鑿出一凹槽,清洗干凈,刷水泥素漿,然后用水泥1: 1~1:2 砂漿分2-3層涂抹,如有防水要求可在水泥砂漿中加入適當比例的防水劑。
(2)表面涂抹環氧膠泥或聚乙烯膠泥。注意涂抹前清理干凈裂縫。
(3)表面鑿槽嵌補法。把裂縫處鑿成一條深槽,槽內嵌入水泥砂漿或環氧膠泥。
4.2 對承載力有影響的
對承載力有影響的主要有兩種方法:一是內部修補法,用壓漿泵進行水泥灌漿或化學灌漿;二是結構加固法,如加鋼筋箍、設置預應力桿等。
五、結束語
總而言之,混凝土作為橋梁的主建材料,其運用的情況,會直接關系到橋梁安全系數的提高,但是由于外界物理、化學因索以及施工因素,使得混凝土在使用過程中,由于強度和剛度受到削弱,耐久性降低,導致經常出現裂縫這樣的負面工程效果。在橋梁施工過程中預應力混凝土結構裂縫雖然可見,但是了解它的形成原因后可以避免或減少。在設計時認真驗算,合理布置構造筋及預應力筋;在施工過程中對易出現裂縫的部位嚴格控制,盡可能避免開裂或減少裂縫的數量,即使出現裂縫也不要慌張,要仔細分析原因后采取妥善的處治措施,控制裂縫的發展,使裂縫不至對結構產生危害,保證結構的正常使用。
參考文獻
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文章標題:探討橋梁工程預應力混凝土裂縫的成因及控制
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