箱梁腹板裂纹成因与控制论文
现浇箱梁中出现裂缝的因素及预防措施

现浇箱梁中出现裂缝的因素及预防措施摘要:近几年来,随着我省高速公路的飞速发展,高速网络变化的日新月异。
本文将从现浇箱梁施工中常见的质量问题出发,主要阐述箱梁施工中经常出现的裂缝的因素及预防方法。
Abstract : in recent years, with the rapid development of our province highway, high-speed network change change rapidly. This article from the construction of cast-in-place box beam of the common quality problems, mainly expounds the construction of box girder cracks often appear in the factors and methods of prevention.关键词:高速公路现浇箱梁质量安全Key words: Highway cast-in-place box beam quality and safety一、现浇箱梁施工常见的质量问题随着高速公路建设的飞速发展,现浇钢筋砼箱梁已被广泛应用,它具有线型优美,适应性强,施工工艺成熟等优点。
不足之处是经常会出现一些裂缝,这些裂缝大部分与箱梁本身的结构类型有关,裂缝细小,属于正常裂缝。
但是,如果在实际施工过程中由于操作不规范、施工工艺不合理,质量意识淡薄等原因,会导致部分箱梁在施工期或运营期出现一些非正常裂缝,直接影响了现浇箱梁今后的正常使用和美观。
按照其产生原理,可以将现浇钢筋混凝土箱梁的裂缝分为以下几类:(1)荷载过重而引起的裂缝。
这是由于过往的车辆所承载的重量过重,已经超过桥梁所能够承受到的荷载,而产生的荷载效应。
在正常的荷载下,桥梁很快就能够恢复到原先桥梁的水平,但是如果在整个桥梁的运行期间,检测人员发现桥梁的裂缝在不断的增大,而且在没有超过负荷的基础上,桥梁裂痕的发展还是处于横向裂缝,那就有可能是由于桥梁的质量存在问题。
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。
预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策

预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策摘要:预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它因为整体性能好而被广泛应用,但是,由于种种原因,这种桥型经常出现裂缝现象,特别是腹板上的斜裂缝。
这些裂缝不仅破坏了桥梁的外在美观,而且可能影响到交通安全。
本文对预应力混凝土箱梁桥腹板施工的裂缝的成因和对策进行分析。
关键词:预应力;混凝土;箱梁桥腹板;裂缝成因;对策一、裂缝形成原因分析(一)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对于有些桥梁来说,由于普通钢筋的用量不足,导致裂缝过宽。
由于设计者会普遍的认为假如把预应力设计为在载荷作用下不会产生弯曲受拉应力,那么混凝土就不会开裂,然而他们忽视了作用在结构上会产生其他效应,正是这种宽裂缝对钢筋的腐蚀产生了促进作用。
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。
4、温度和混凝土收缩、徐变产生的裂缝混凝土在空气中进行凝结硬化时体积会减小,这一过程就叫做收缩。
温度和混凝土的收缩、徐变会导致附加应力的产生,这是由不同的纤维中的约束力应变而导致的内约束力。
在超静定的结构中,这些差别还会引起外约束力,因为这些约束力非常容易超过混凝土的抗拉极限强度,所以会产生桥梁的很多裂缝。
现浇箱梁裂缝成因分析及预防处理措施

现浇箱梁裂缝成因分析及预防处理措施摘要:钢筋混凝土连续箱梁因其跨度较大、重量轻、桥形美观、整体性好、承载力大、适应性强等优点,在公路、铁路、市政建设领域得到越来越多的应用。
但箱梁在施工及使用过程中容易产生裂缝,影响箱梁的美观和正常使用。
文章通过对相关资料的收集和分析研究,结合近几年的桥梁施工经验,详细介绍了现浇箱梁裂缝产生原因、预防措施、处理措施等,对今后现浇箱梁施工提供参考。
关键词:现浇箱梁;裂缝;成因分析一、简介规范规定:跨径大于100m桥梁采用全预应力构件设计。
但全预应力构件也存在一些严重的缺点,例如:反拱过大,并由于混凝土徐变的影响不断发展;由于预加力过大易于产生平行于预应力钢筋的纵向裂缝,这些裂缝是不可恢复的,在一定程度上比可恢复的垂直裂缝对结构耐久性的影响更为严重。
鉴于此,出现了部分预应力混凝土构件的设计:指在预加力和外荷载作用下,允许出现拉应力或允许出现裂缝的预应力混凝土。
一般情况下,小于等于0.2mm的结构裂缝被认为正常裂缝,构件可正常使用;大于0.2mm的裂缝为非正常裂缝,影响结构使用及安全。
结构出现裂缝,对混凝土耐久性产生重大影响,同时也影响美观,必须进行修补处理。
二、裂缝产生原因(一)荷载引起的裂缝1.设计计算阶段,结构计算时荷载少算或漏算;计算模型不合理,结构受力假设与实际受力不符;内力与配筋计算错误,钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;结构安全系数不够等。
2.箱梁浇筑后,在预应力筋张拉前即在梁体上堆放材料、施工机具;行走载重车辆等。
预应力筋张拉前即拆除脚手架等。
(二)温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将发生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
1.箱梁浇筑后在养护期内突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
或者外部气温升温过快引起混凝土表面温度过高,而内部温度较低而产生温度梯度。
预应力砼现浇箱梁腹板裂缝的成因与应对

预应力砼现浇箱梁腹板裂缝的成因与应对范本一:一、引言本文将对预应力混凝土现浇箱梁腹板裂缝的成因及应对措施进行详细阐述,以工程师和技术人员更好地解决该问题。
二、成因分析2.1 施工原因2.1.1 施工操作不当导致应力集中2.1.2 混凝土浇筑过程中温度控制不当2.2 材料原因2.2.1 混凝土配合比设计不当2.2.2 预应力钢束质量不良2.2.3 钢筋与混凝土界面结合不牢固2.3 设计原因2.3.1 箱梁截面设计不合理2.3.2 预应力设计参数选择不当三、应对措施3.1 施工过程控制3.1.1 加强施工人员培训,提高操作技能3.1.2 严格控制混凝土浇筑温度3.2 材料选择和质量控制3.2.1 优化混凝土配合比设计3.2.2 加强对预应力钢束质量的监控3.2.3 加强钢筋与混凝土界面的粘结处理3.3 设计优化3.3.1 合理优化箱梁截面设计3.3.2 精确选择预应力设计参数四、附件本文档涉及附件请查看附件文件。
五、法律名词及注释5.1 预应力混凝土:通过预先施加预应力力矩来改善混凝土结构的抗弯能力和抗震能力的一种建筑材料。
5.2 箱梁:一种类似长方体的横断面结构,常用于桥梁和建筑物的支撑结构。
5.3 腹板:箱梁的纵向墙壁,在箱梁结构中起到提供抗弯刚度的作用。
范本二:一、导言本文将详细讨论预应力混凝土现浇箱梁腹板裂缝的原因以及相应的应对措施,以便工程师和技术人员能够更有效地解决这一问题。
二、成因分析2.1 施工原因2.1.1 施工操作不当导致应力集中2.1.2 混凝土浇筑温度控制不恰当2.2 材料原因2.2.1 混凝土配合比设计不合理2.2.2 预应力钢束质量不良2.2.3 钢筋与混凝土界面结合不牢固2.3 设计原因2.3.1 箱梁截面设计不合理2.3.2 预应力设计参数选择不当三、应对措施3.1 施工过程控制3.1.1 加强施工人员培训,提高操作技能3.1.2 严格控制混凝土浇筑温度3.2 材料选择和质量控制3.2.1 优化混凝土配合比设计3.2.2 加强预应力钢束质量监控3.2.3 改善钢筋与混凝土界面粘结3.3 设计优化3.3.1 合理优化箱梁截面设计3.3.2 精确选择预应力设计参数四、附件请参阅附件文件以获取本文档涉及的详细信息。
预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策

良好 的柔韧性 B L — G R O U T固化后 的韧性相 当高,即使存在震动机冲击 的影 响,裂缝 依然 保持良好的粘 结力。 良好 的渗 透力。灌注胶具有 0 . 3  ̄ 0 5 P a / s的黏度,因此具备相当强 的渗透 能力,进而 对灌注后 的一体化效果 与结合强度意义重大 。 良好 的抗 收缩 性。B L — G R O U T不含稀释 性溶剂,则固化后不存在收缩 问题 。 瞬 间固化 。B L — G R O U T的固化过程包括两大阶段,即临界温度到达前 ,B L - G R O U T保持
口 豳四 圈
・ 一
{ 工程质量与管理
预应 力混凝 土箱梁桥腹板施 工裂缝成 因与对策
摘要: 预 应 力混凝 土连 续粱桥 是 一种预 应 力桥 梁 , 其具 有整体 性 能好 、 施 工速 度快 、 施 工成本低 等 优 点 , 目前该 类桥 梁 技术 的应 用
范围相 当广泛。 然而该类桥梁的整体质量却普遍受到裂缝问题的影响, 其中以腹板施工斜裂缝为甚。 预应力混凝土箱梁腹板施工裂缝 既影响 着桥 梁 的外观 , 同时也 影响 着交通 安全 。鉴 于此 , 本 文主 要 围绕 预应 力混凝 土箱 梁桥 腹板 施工 裂缝 的成 因与对 策展开 论述 。
1 B I S C T E 法 。由前 文可 知 , 梁体 施 工裂 缝 问题 的存 在 不仅 影 响着 桥 梁工
图 1腹板 内预 应 力钢 柬布 置 图
程的整体施工质量, 同时也对桥梁使用寿命 的延长造成诸多不 良影响, 因此 必 须对 梁体 裂缝 问题 原 因处 理 , 具 体 采用 B I S C T _ 法 。B I S C T . 法 以B L - GR O U T 为 主要 修补 材 料 , 该 修补材 料 的主 要力 学参 数 与优点 洋见 表 1 。
预应力箱梁梁端腹板裂缝的成因与防控措施
预应力箱梁梁端腹板裂缝的成因与防控措施摘要:本文首先分析了建筑工程预应力箱梁梁端腹板施工技术,其次分析了建筑工程预应力箱梁梁端腹板施工裂缝防控方式,旨在为建筑工程预应力箱梁梁端腹板施工技术的高质量应用、及建筑工程预应力箱梁梁端腹板施工裂缝防控提供参考意见,以此来来确保建筑工程预应力箱梁梁端腹板施工的施工质量和施工进度,为建筑工程的应用奠定坚实的技术基础。
关键词:建筑工程;预应力箱梁梁端腹板施工技术;裂缝防控引言:预应力箱梁梁端腹板是建筑工程中较为关键的基础设施,其施工质量直接关系到了整体建筑工程的施工质量,由此可见,合理应用预应力箱梁梁端腹板施工技术和确保其施工质量的重要性。
为此,在现阶段预应力箱梁梁端腹板施工中,施工人员需要不断的强化自身的技术水平,掌握科学的预应力箱梁梁端腹板施工技术,有效控制施工质量和缩短施工周期。
1. 预应力箱梁梁端腹板的施工概述在箱梁中两侧处于竖向平面内或者有一定外倾板就是腹板。
预应力钢筋混凝土结构的箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。
在独立场地预制的箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设,可加速工程进度、节约工期;现浇箱梁多用于大型连续桥梁。
目前常见的以材料分,主要有两种,一是预应力钢筋砼箱梁,一是钢箱梁。
其中,预应力钢筋砼箱梁为现场施工,除了有纵向预应力外,有些还设置横向预应力;钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装,有全钢结构,也有部份加钢筋砼铺装层。
2. 预应力箱梁梁端腹板的施工技术选择2.1桩柱式混凝土预应力箱梁梁端腹板施工技术桩柱式混凝土预应力箱梁梁端腹板施工技术的应用,涉及到了很多专业施工设备和大型冲击电钻,同时需要通过直径较大的孔洞开钻施工,回填应用的材料主要是泥浆和套管,该技术应用前提是完成钻孔工作。
在连接不同结构的过程中,需要选择预应力箱梁梁端腹板中的安装孔作为连接位置,这样才能确保连接的有效性,为了进一步确保预应力箱梁梁端腹板的防渗性能,可以选择应用连锁和搭连方式进行结构连接,具体需要结合实际施工需求选择。
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预应力箱梁是一种常用的桥梁结构,具有质量轻、承载能力强、施工方便等优点,被广泛应用于桥梁建设中。
在使用过程中,预应力箱梁梁体裂缝问题经常出现,严重影响桥梁的使用寿命和安全性。
对预应力箱梁梁体裂缝成因进行分析,制定可行的防护措施,对提高桥梁结构的稳定性和安全性具有重要意义。
一、预应力箱梁梁体裂缝成因分析1.材料问题预应力箱梁制作材料的质量直接影响其裂缝情况。
如果材料质量不达标,如预应力钢束存在质量问题,混凝土强度不够或存在掺杂杂质等问题,会导致预应力箱梁的承载能力下降,从而容易出现裂缝。
2.施工工艺预应力箱梁的施工工艺如果存在问题,也会导致梁体裂缝的产生。
预应力张拉过程中的过度张拉或者张拉过程中的温度变化不得当,会对梁体产生较大的应力,加剧梁体的变形,从而引起裂缝。
3.设计问题预应力箱梁的设计不合理也是梁体裂缝产生的一个重要原因。
梁体的刚度设计不合理,或者预应力筋布置不当,使得预应力传递不均匀,局部受力过大,容易出现裂缝。
4.变形影响预应力箱梁在使用过程中,受到外部荷载以及温度等因素的影响,会产生一定的变形。
如果变形超过了预期范围,就会引起梁体内部的应力集中,从而导致裂缝的产生。
5.外部环境因素预应力箱梁所处的外部环境也会对梁体裂缝产生影响。
梁体长期处于潮湿环境或者受到强烈的紫外线照射,都会导致混凝土的老化、龟裂,进而产生裂缝。
二、预应力箱梁梁体裂缝防护措施1.材料质量保证在预应力箱梁制作过程中,需要严格把关材料的质量。
对预应力钢束、混凝土等材料进行严格检测,确保其质量符合要求。
2.施工工艺控制在预应力箱梁的施工过程中,务必严格按照设计要求进行操作,合理地控制预应力杆的张拉力度和时机,确保预应力传递均匀,避免过度张拉或者张拉过程中温度变化不得当的情况发生。
4.变形控制在预应力箱梁的使用过程中,需要对梁体的变形进行严格控制,监测其变形情况,及时采取补偿措施,避免变形过大引起的裂缝。
浅谈现浇箱梁裂缝产生的原因及预防措施
高速铁路预制箱梁裂纹产生原因分析及预防
高速铁路预制箱梁裂纹产生原因分析及预防摘要:在高速铁路桥梁工程中,箱梁的应用越来越广泛。
箱梁的结构形式主要有:T型梁、箱型梁、变高度箱形梁等。
其中,箱梁因其结构简单,施工方便,经济实用等优点得到了广泛的应用。
在箱梁的预制过程中,混凝土表面经常会出现裂纹,产生裂纹的原因是多种多样的,本文从材料、施工、养护等方面对引起箱梁梁体出现裂纹的原因进行了分析,并提出相应的解决措施,旨在为今后类似工程提供参考。
关键词:高速铁路;预制箱梁;裂纹预应力混凝土箱梁具有质量轻、强度高、自重小、抗裂性能好等优点,在铁路桥梁工程中得到广泛应用。
但是,箱梁裂纹是预制混凝土箱梁施工的一大通病,一旦出现裂纹,其后果不堪设想,不但影响工程质量和安全,而且造成极大的经济损失。
因此,控制箱梁裂纹的产生对保证预制箱梁质量具有重要意义。
一、高速铁路预制箱梁裂纹产生的原因分析(一)收缩裂纹的原因(1)水泥水化引起的收缩裂缝。
由于箱梁结构本身的特点,箱梁底板、腹板和顶板都有大量的水泥浆,水泥浆在硬化过程中将发生体积变化,当收缩应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会产生裂缝。
(2)箱梁腹板部位容易产生纵向收缩裂缝。
产生开裂的原因:1)预应力筋布置过少,造成腹板混凝土抗拉强度不足;2)混凝土浇筑时模板刚度不足,在箱梁混凝土浇筑时产生较大的变形,导致混凝土收缩应力集中;3)预应力钢绞线张拉工艺不当,导致预应力钢绞线受到的拉力过大而产生横向裂纹[1]。
(3)箱梁模板支撑系统变形导致箱梁开裂。
当混凝土浇筑时模板支撑不牢固,箱梁收缩变形过大,在箱梁底板及顶板上会产生横向开裂[2]。
(二)水化热裂纹的原因根据混凝土水化热理论,混凝土浇筑后,由于水泥的水化作用,使混凝土中的水分不断向外扩散,而内部水泥结晶体的生长速率则慢于水化反应速率,在这种情况下,混凝土中就会产生一定的温度应力。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部就会产生裂纹。
早期水化热裂纹主要集中在箱梁腹板上,随着时间的推移,裂纹会逐步向底板及顶板延伸。
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浅谈箱梁腹板裂纹的成因与控制
摘要:曾经施工的x特大桥主墩几个节段在两端腹板预应力钢束位置都出现了裂纹,经过相关技术负责人仔细的调查和研究,并通过桥梁专家组的反复论证,确定裂纹的成因。
专家组接着与设计人员、施工人员一同优化设计、加强预应力张拉和注浆施工质量管理,箱梁裂纹得到了控制。
后来到新工地后,负责的箱梁桥采用该种改良设计和加强张拉与注浆过程管理,整桥未有一个节段出现类似裂纹。
考虑自己参与调查和处理x特大桥裂纹质量问题全过程的收获很大,根据桥梁专家组对该桥的纠偏资料数据,现将箱梁裂纹的成因与控制作粗略的叙述。
关键词:箱梁腹板裂纹竖向预应力
1、前言
预应力混凝土连续(刚构)箱梁桥结构体系具有结构刚度大、行车平顺、伸缩缝少、养护费用低、适用于多种跨度等优点和其跨越能力大、施工方便、造价低等优势广泛应用于桥梁工程中,特别是随着高速公路建设向山区快速延伸,高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥在我国迅速发展,据不完全统计,主跨200m以上连续刚构桥有55座。
自20世纪70年代以来,预应力混凝土箱梁桥已成为高速公路大中跨径混凝土桥梁设计的首选。
在三向预应力技术和箱梁截面形式相结合后,随着施工方法不断改进和计算技术的发展,此类结构跨度和箱室宽度也不断增加,截面趋于单箱单室、大挑悬臂形式。
有关这类桥开裂的报告不断增加,甚至认为“无箱不裂”,
有的桥梁在修建过程中就开始出现规范不允许的裂缝,其中以腹板裂缝最为普遍。
箱梁腹板的竖向预应力的作用是和纵向预应力两者组合起来控制腹板的主拉应力。
许多专家、学者的文献都强调了竖向预应力在箱梁结构中的作用。
其它许多工程实例也证实:没有设置竖向预应力的箱梁腹板开裂就更加明显,甚至在施工期间就出现了裂缝;有的虽然设置了竖向预应力,由于预应力损失大,管道压浆不密实,以及温度应力,混凝土的收缩和徐变等诸多因素,仍然不能抑制腹板斜向裂缝的出现。
裂缝的出现,无疑对桥梁的刚度和耐久性都产生不利影响,必须引起我们对箱梁腹板竖向预应力的施工质量的重视。
2、x特大桥腹板裂纹原因分析(图1)
本桥腹板的裂纹如上图所示,在边跨和中跨两端出现斜向裂缝。
这类裂缝最为常见,产生的主要原因是腹板主拉应力过大,是由于竖向预应力失效和纵向预应力筋弯起不够,剪应力过大导致主拉应力增加引起开裂,同时有可能设计方面也存在纵向预应力布置不合理等。
桥梁专家组在对纵向预应力筋弯起不够,剪应力过大导致主拉应力增加引起开裂,设计方面存在纵向预应力布置不合理等因素排除后,经大家论证确定为竖向预应力失效。
当然,纵向钢束定位不准,对整体结构来讲,直接导致理论值与实际值差异增大,易引起结构裂缝,局部来讲,加大了局部应力,易引起局部破坏(图2)。
竖向预应力筋一般采用φ32精轧螺纹钢筋,以下的几点情况均会导致应力损失:
若锚垫板未与螺母进行点焊,或锚垫板未与螺旋筋点焊,都会造成锚垫板、螺旋筋上滑致使螺母部位应力集中,造成局部砼破碎,形成应力损失。
上锚垫板未预埋到底板中,致使后期无法安放。
锚垫板未安放平稳,有翘角现象。
锚垫板未采用锥心垫板,锚具未采用锲形锚。
垫板锥心口向下,锚具开口端向上,未能起微调角度作用。
张拉油表和千斤顶必须按规范要求进行校验,要求6个月或200次就要对千斤顶进行检测,但实际施工中高于此频率。
拧螺母没采用扭力扳手,多用工人自己加工的扳手,达不到紧力要求(图3)。
竖向精轧螺纹钢筋未竖直,不铅垂,造成应力损失。
张拉前没清理锚垫板上杂物,垫板下面的砼不密实,有空洞。
波纹管的孔与垫板孔未对中。
张拉和二次张拉未有明确标识,未检测合格的预应力筋就进行灌浆。
竖向压浆存在的质量问题也会造成腹板裂纹的出现。
竖向预应力筋普遍存在压浆质量不好的问题:首先是设计的压浆管道不牢固,一般为波纹管和薄铁皮管,厚度只3mm,由于管道上设的压浆管在安装过程、混凝土浇注、以及振捣时很容易脱落,造成压浆孔堵塞。
而排气管在施工过程如不用胶布封口,很容易进杂物堵塞。
竖向压浆一般采用纵向预应力通用的压浆设备,压浆机排量大、压力大,水泥浆水灰比偏大,而单根竖向预应力筋管道所需要水泥浆
量很小,压浆时间很短,螺母上的十字槽和空隙也在排气,没有持压装置,竖向钢筋是垂直的,水泥浆必然会分泌、沉淀,即使压通了,但造成上端总有一段空隙部分没有水泥浆,而这一段恰恰又是预应力锚头的关键部位。
当竖向预应力筋存在压浆不饱满或未压浆的情况,预留孔道削弱抗剪截面(包括纵向拉、压应力引起的应力集中)会使主拉应力增加,存在着有可能达不到设计目标的情况。
由于竖向预应力钢筋不同于多根钢绞线和平行钢丝,其单根钢筋本身刚度大,周边面积小,加上压进去水泥浆不饱满,很难起到粘结、握裹作用。
也考虑过将波纹管直径加大,但握裹力不一定会增加,如果压浆不饱满对腹板断面削弱加大,反而不利。
竖向预应力孔道在漏灌浆的情况下,会明显引起腹板的主拉应力增加,降低了竖向预应力使用效果,在荷载作用下会提前出现斜裂缝,并会在漏灌浆的预应力孔道加速裂缝发育。
漏灌浆的预应力孔道必将影响桥梁的耐久性。
施工单位和监理单位应该对竖向预应力孔道灌浆引起高度重视。
3、关于控制裂纹产生的一点意见
减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,在箱梁腹板设置竖向预应力筋成为设计的重要内容,同时加强对竖向预应力筋张拉及注浆质量控制显得非常必要。
由于腹板裂缝的出现,必须从减小竖向预应力损失,改进压浆工艺着手,来保证竖向预应力的施工质量,减小预应力筋回缩损失。
建议改平面接触为锚固螺母与锚垫板成45°角的斜面接触,垫板锥心口向上,锚具开口端向下,能起微调角度和增大接触面作用。
要特别强调施工中竖向预应力筋与锚垫板的安装精度,要求做两平一直:即上、下两端锚垫板平面与竖向预应力筋垂直,并用定位钢筋电焊固定。
张拉时要求千斤顶的拉杆与预应力筋尽量保持在同一直线,否则要求重新安装。
锚具垂直度对竖向预应力回缩瞬时损失影响(图4):
不难看出,锚具安装不垂直对应力的影响,特别是在预应力筋越短的情况损失越大。
为了尽量减小预应力的损失,以前采用竖向预应力筋两次张拉的方法。
即在第一次张拉完成以后1 至2天,进行第二次张拉,两次张拉必须同样大小的力,弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失,但实际现场和室内试验均表明一次张拉和二次张拉的瞬时损失并没有明显区别,大至均在10%左右,与规范计算接近。
为了减少施工工序建议采用一次张拉(图5、图6)。
另竖向预应力相对纵向预应力吨位太小,为了避免由于纵向预应力的作用,在腹板与底板、顶板相交位置产生前期水平裂缝,要求在纵向预应力张拉前进行竖向预应力张拉,并且两腹板对称张拉,保证张拉质量。
预防张拉时钢筋的变形,凡因施工需要而断开的钢筋当再次连接时,必须进行焊接,符合施工技术规范的有关规定。
底腹板勾筋,形式为“ [”的对拉开口筋,为了加强节段底板的施工质量控制和
合拢段张拉后约束底腹板变形,建议更换为“□”。
改进竖向预应力压浆构造,竖向预应力压浆质量问题一直受到国内桥梁界的关注。
有人也曾采用过无粘结筋,虽然施工工艺简化,费用降低,但对锚具的疲劳问题,预应力筋与腹板混凝土能不能形成整体存在担忧,引起很大争议。
下面仍在有粘结预应力的基础上提出改进的方法。
采用一种组合锚垫板装置。
将锚垫板、波纹管、压浆管固定装置铸成整体,采用高牌号孕育铸铁。
将φ50mm 波纹管插入锚垫板内,并用胶布包牢,将塑料压浆管插入压浆孔,也用胶布包牢;这样保证压浆管、波纹管与锚垫板连接牢固,使压浆畅通。
对于管道,不宜采用手工薄铁皮管或薄壁钢管,要利用预应力筋和波纹管的螺纹,来增强水泥浆粘结力和握裹力。
对于压浆塑料管的质量也应讲究,不能因太硬、太脆,造成压浆管破裂。
又不能太软,造成混凝土浇注时压浆管压扁不通。
压浆塑料管应有一定长度要求(图7)。
水泥浆的拌制应控制水灰比在0. 4 以内,并加入外掺剂,使水泥浆增塑,微膨胀,一般应采用高速拌浆机,来提高水泥浆的质量。
压浆设备应采用排量小的,压力均匀持速的压浆机。
在压浆过程,采用真空辅助注浆,强调先试水,并用空压机吹干再压浆,压浆争取压两次,即在第一次压浆完成10min左右,再压一次(图8)。
4、结束语
箱梁腹板质量受竖向预应力施工影响不单是一个技术问题,只有在施工过程中,不断优化设计,加强质量管理,严格要求,认真
做好每一道工序,施工质量是能够得到保证的,箱梁腹板的裂缝也是完全可以控制的。
参考文献
[1]丁幼亮,李爱群,缪长青,李兆霞,韩晓林.大跨桥梁结构损伤诊断与安全评估的多尺度有限元模拟研究.
[2]刘来君,王东阳.预应力混凝土平面曲线箱梁裂缝.
[3]贺拴海.桥梁结构理论与计算方法[m].北京:人民交通出版社,2003.
[4]丁南宏,钱永久,林丽霞.分批张拉预应力损失的空间简化计算方法.。