试析预应力混凝土梁板裂缝产生原因与防治

来源：职称驿站所属分类：建筑施工论文
发布时间：2013-02-25浏览：17次

　　摘要：本文针对预应力混凝土梁板裂缝的产生的原因进行了分析，并就如何进行预防进行了探讨。

　　关键词：预应力混凝土梁板,产生,防治

　　桥梁混凝土梁板是桥梁中的直接承重结构，其质量关系到整座桥梁的寿命和行车的安全。桥梁混凝土梁板施工裂缝是指在梁板浇注后至浇注桥面铺装前所产生的裂缝。混凝土梁板在施工中一旦出现裂缝，轻则直接影响到整体结构物的评分，重则需报废或重新返工，既造成不必要的经济损失。但如果在施工中对每个环节和工序严格把关，还是能够克服和减少的。

　　1T梁两端的梗部裂缝

　　1.1 原因分析

　　1.1.1 高标号混凝土

　　T梁一般外形尺寸较长、大，采用的均为高标号混凝土，其水泥含量高，水泥干缩性也就大，混凝土的抗拉性有不好。一旦混凝土的外表面的水分比内部蒸发的快，虽然养护及时，也足以造成梁体内外混凝土收缩不一致。相对而言，梁体外部的混凝土收缩量较内部的大，这是造成梁体出现裂缝的原因之一。

　　1.1.2 混凝土沉降

　　腹板在浇注完成后，依旧受附着式振动器振动，其本身还有一定的微量下沉空间，连续浇筑顶板混凝土后，腹板混凝土也就完成了其大部分的微沉，而梁顶板与腹板相连接处的梗部混凝土因钢筋阻碍无法随腹板混凝土的微沉而下沉，因而在梁梗部形成簿弱线，尤其在钢筋布设处的混凝土最为簿弱，所以混凝土在此处因腹板混凝土局部下沉而产生拉应力，容易将混凝土拉裂缝。

　　1.1.3 混凝土保护层不足

　　在浇筑过程中，由于钢筋受到踩踏，混凝土下料高度过高冲击钢筋骨架，钢筋保护层变薄，造成钢筋下无粗集料的现象。就是说，在保护层不足的钢筋下，只剩下高标号的水泥砂浆，而其突出特点是易裂，这也是梁梗部产生裂缝的原因之一。

　　1.2预防措施

　　造成梁体裂缝的原因大体就是上述的三条，针对这三条原因所采取的措施是：

　　1.2.1增加腹板混凝土施工后的合理技术间隙时间(在混凝土初凝时间内)，以便尽量完成混凝土剩余的自沉。

　　1.2.2增加顶板混凝土二次复振，使顶板混凝土沉实并与腹板密贴，同时也要加强振捣，消除钢筋外混凝土难以振实的缺陷。

　　1.2.3要控制好混凝土的保护层厚度，特别是梁体的薄弱部位要特殊处理，增加垫块，严禁踩踏钢筋等。

　　1.2.4在梁梗部，合理增加抗裂钢筋网，减少裂缝产生的几率。

　　1.2.5保证施工人员规范操作、机械设备配置合理等一些作业常识。

　　1.3对已经产生裂缝的梁处治办法

　　对已经出现的裂缝，首先应在裂缝末端钻眼截住裂缝，以防止继续开裂。截住缝钻孔深度宜小于或等于裂缝端部的缝深，随即对裂缝进行破口检查，检查裂缝深度;其次分析梁体裂缝处的应力状态，包括施工阶段和使用阶段;再者，分析裂缝深度和位置对梁的危害;最后，在上述分析的基础上，对于允许修补的梁，采用目前已有的修补方法和自己掌握的技术水平，选择适合的修补办法给予修补。如上所举实例中出现的T梁裂缝，其中除了第2、5两榀梁因为裂缝较长，安全起见报废外，其余的梁均采取上述裂缝处治办法。首先进行钻眼止缝;其次检查该缝裂深，最深1.5cm(到钢筋为止)，缝宽0-2.5mm;再次分析梁体裂缝处的受力状况，该梁梗部属受压区，裂缝存在对于梁梗部受压不利，且梁梗部裂缝对内部钢筋有锈蚀。最后制定了处治措施，具体修补办法是：裂缝宽度≥0.02 mm者，采用注射高强度混凝土粘合剂的办法来粘结混凝土;裂缝<0.02 mm者，凿开裂缝，采用灌注环氧树脂砂浆来粘结修补裂缝。

　　2空心板裂缝

　　2.1原因分析

　　该空心板产生的跨中横断裂缝是温度裂缝，因为除温度变化外，该厂生产的前250余块板与该板的施工方法和工艺完全相同，其它板体从未出现板中横断面裂缝。分析混凝土浇筑过程：在拌和时，室外温度较低，采用加热水法拌制的混凝土在入模时的温度仅为6°-10°C，水泥水化较慢，混凝土浇筑完成后，马上进行升温，混凝土温度由钢模传热而升高，水化随温度变化而变化，水化热和模板温度的共同作用使混凝土中产生温度应力，在水化热趋于稳定后，混凝土强度升高，混凝土开始收缩，36小时后拆模，混凝土温度迅速降至室外温度(尽管选择在一天中气温较高的下午开始拆模)，混凝土因冷缩而产生超过其本身抗拉极限的应力，于是板体在其应力最大处被拉裂。

　　2.2预防措施

　　根据上述分析，混凝土浇筑完毕后，暖棚内骤然升温使板体混凝土迅速经历较大暖差变化是导致板体混凝土产生裂缝的根本原因，相应的预防措施就是均匀而且缓慢地升温，由于高标号混凝土中的水泥含量较高，其产生的水化热也较大，为避免板体温差过大，暖棚内应在板体混凝土浇筑完并产生初凝后，水泥产生的水化热使板体混凝土内部有一定温度后才开始升温。按照经验，采用普通硅酸盐水泥，升温时间在混凝土浇筑完成后不小于3.5小时后开始逐步升温。升温的速度应控制在2 °C/h以内。板的拆模时间同样存在板体温度逐步冷却的要求，一般来说，降温速度也不应该超过2 °C/h。

　　3箱梁裂缝

　　3.1原因分析

　　对于走道板不规则裂缝的原因分析：一般来说，是由于混凝土的收缩引起的，产生的机理主要有：一是混凝土配合比不合理，水灰比过大，高强度混凝土中水泥含量高，水灰比增大后，造成水泥浆上浮，粗骨料下沉，上部混凝土的强度受损，混凝土抗拉能力减弱;同时由于混凝土经振捣后水泥浆上浮而使混凝土表面水泥含量增大，客观上造成了混凝土的干缩性增大，导致混凝土表面被拉裂。二是混凝土养生不及时。该工地生产箱梁时间跨两个夏天和一个冬天，由于浇筑混凝土后的梁体内外温度差别较大，养生不及时，产生裂缝。三是混凝土振捣不理想，过振或欠振造成混凝土离析或内部不密实，随着混凝土强度的增长，离析或不密实的混凝土部位也会出现不规则裂缝。

　　走道板和腹板交接部的裂缝产生梁数量最多，也最长，其原因与上述的T梁梗部产生的原因基本上一样的。此处不再重复。腹(侧)板裂缝产生的原因，多与混凝土干缩、外荷有关;两端底板的裂缝是由预应力筋分隔、放张时间、存放梁的支设方法和梁顶存梁的多少决定的。

　　3.2预防措施

　　找出裂缝产生的原因，就可以制定相应的预防措施：走道板和腹板交接处的裂缝主要应采取合理的施工工艺，一是箱梁混凝土浇筑应分三步，即底板—腹板—顶板;二是掌握适当的技术间隙时间;三是控制混凝土的振捣质量和二次复振。走道板和腹板的混凝土施工，主要控制混凝土配合比，及时养生，保证振捣质量。梁端底板裂缝的处治主要采取正确的预应力筋隔离措施，增加端头防裂钢筋，合理堆放。

　　3.3裂缝修复

　　早期裂缝一般不必处理，但裂缝宽度较大和深度较深时，应做些处理，对较严重的裂缝可以凿成三角槽，用环氧树脂砂浆修补;裂缝严重时可在裂缝内注入环氧树脂浆液加固。用环氧树脂砂浆黏结钢板于裂缝处加固或先在裂缝内注入环氧树脂浆液再用环氧树脂黏结钢板，二者结合起来效果更好。混凝土与钢板一起共同受力，从而防止裂缝产生并增加承载力。向裂缝注入树脂，可加强防水性，防止混凝土老化，以及防止内部钢筋或预应力钢筋锈蚀而减少使用寿命;出现裂缝的板梁，最好集中在一孔上安装，桥面铺装混凝土做成防水混凝土，桥面钢筋适当增加，这样会补救裂缝对板梁的影响。

　　4结束语

　　凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，裂缝有施工时产生的，也有使用中产生的。对易出现裂缝的部位，通过施工过程的严格控制，尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量，减少裂缝的长度和宽度，通过对裂缝的妥善处理，控制裂缝的发展，使裂缝不至于对结构产生危害，保证结构的正常使用。

　　参考文献：

　　[1] JTJ041- 2000，公路桥涵施工技术规范[S].

　　[2] 罗旭，李新平。预应力混凝土连续箱梁底板锚下裂缝分析[J].公路交通科技，2005.

《试析预应力混凝土梁板裂缝产生原因与防治》

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