現(xiàn)澆混凝土箱梁裂紋分析及預(yù)防

1、<p>　　現(xiàn)澆混凝土箱梁裂紋分析及預(yù)防</p><p>　　【摘要】通過對(duì)現(xiàn)澆混凝土箱梁施工的研究及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、分析，找到了現(xiàn)澆混凝土箱梁裂紋產(chǎn)生的主要原因，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，總結(jié)制定了相應(yīng)的預(yù)防措施。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】混凝土箱梁；裂紋分類；原因分析；預(yù)防措施 </p><p><b>　　1 工程概述 </b>

2、;</p><p>　　九堡南接線1標(biāo)位于浙江省杭州市，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季交替明顯，冬季寒冷干燥，夏季炎熱潮濕。我標(biāo)段采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁形式，基準(zhǔn)跨徑為30m，橋面寬度為25m，標(biāo)準(zhǔn)段梁高2m，頂?shù)装寰刂行木€設(shè)2.0%的橫坡，挑臂長度為3.9m，頂板厚度均為25cm，底板厚度支點(diǎn)處為40cm，跨中為22cm，頂板每50cm布設(shè)一束3φ15.2橫向預(yù)應(yīng)力，縱向在頂板、底板、腹板設(shè)置預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)為單箱三

3、室，使用C50混凝土。施工方案采用滿堂支架現(xiàn)澆，分兩次澆筑成型. </p><p><b>　　2 裂紋分類 </b></p><p>　　根據(jù)混凝土裂紋產(chǎn)生的原因來分析，混凝土裂紋主要可以分為：沉降塑性裂紋、干縮裂紋、溫度裂紋。 </p><p>　　本工程現(xiàn)澆箱梁施工，施工中有少數(shù)箱梁在箱梁頂板、腹板和翼緣板部位發(fā)生裂紋，根據(jù)具體裂紋產(chǎn)生的

4、部位，裂紋類型可以分為以下幾種。 </p><p>　?。?）腹板豎向裂紋 </p><p>　　此類裂紋在箱梁預(yù)制過程中有發(fā)生，不過比較少見，在腹板內(nèi)外都有見到裂紋，但是裂紋基本不位于箱梁同一截面，即箱梁腹板裂紋基本不貫通。裂紋最大長度達(dá)1.2m，最短0.5 m。裂紋寬度絕大部分在0.2 mm以內(nèi)，裂紋深度在10～30 mm。 </p><p>　　（2）翼緣板橫

5、向裂紋 </p><p>　　箱梁翼緣板裂紋一般為腹板裂紋的延伸，當(dāng)腹板未出現(xiàn)裂紋時(shí)，翼緣板裂紋較短，寬度較小。 </p><p>　?。?）梁端底板縱向裂紋 </p><p>　　梁端底板縱向裂紋發(fā)生于腹板縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后，位于底板通長束預(yù)留孔附近。 </p><p>　　（4）梁頂面板龜裂 </p><p>　　

6、梁頂面板裂紋走向沒有規(guī)律，縱橫向均有，裂紋長度較短、深度較淺。 </p><p><b>　　3 裂紋原因分析 </b></p><p>　　3.1 混凝土溫度收縮 </p><p>　　3.1.1 裂紋原因分析 </p><p>　　在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。該工程箱梁混凝土收縮裂紋多發(fā)生在腹板

7、、橋面和翼緣板上，其原因是多方面的。從箱梁混凝土配合比的角度來講，首先，該混凝土是采用混凝土新技術(shù)制作的高性能混凝土，它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，其特點(diǎn)是低水膠比并摻入了優(yōu)質(zhì)外摻料。這種混凝土水膠比較低，早期未水化水泥繼續(xù)水化消耗內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分，使內(nèi)部相對(duì)濕度下降，相應(yīng)產(chǎn)生自身體積收縮；同時(shí)由于低水膠比混凝土的結(jié)構(gòu)致密，水分由混凝土內(nèi)部向表面遷移慢，不能充分補(bǔ)充表面蒸發(fā)散失的自由水，從而使表面出現(xiàn)干燥裂縫的時(shí)間提早。其次，配制該混

8、凝土?xí)r摻入的外摻料中含有硅灰，雖然硅灰顆粒小，細(xì)度大，對(duì)水的吸附作用大，使水分不易蒸發(fā)，并且硅灰的加入使混凝土中的大孔減少、密實(shí)度增加，水分不易散失，但開裂性增加，這是因?yàn)閾饺牍杌业幕炷两Y(jié)構(gòu)致密，內(nèi)部水分向表面遷移的速度小于表面的蒸發(fā)速度，所以表層部分容易進(jìn)入干燥狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)致密的細(xì)孔在缺水狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生更大的毛細(xì)張力，讓混凝土更容易開裂。另外，該高性能混凝土早期反應(yīng)快，水化熱大，內(nèi)部溫度梯度大，而早期混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易使其開裂。

9、</p><p>　　3.2 混凝土塑性收縮 </p><p>　　塑性收縮發(fā)生在混凝土澆筑后4～5 h，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，可達(dá)1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉?shí)不

10、均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時(shí)應(yīng)控制水灰比，避免過長時(shí)間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實(shí)，豎向變截面處宜分層澆筑。 </p><p><b>　　3.4 受力裂紋 </b></p><p>　　該工程現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力束分縱向及橫向預(yù)應(yīng)力束，首先進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力張拉，先腹板在頂?shù)装鍙埨?，有時(shí)在預(yù)應(yīng)力后，發(fā)現(xiàn)梁中心線底板預(yù)留孔道封錨孔處也有豎向裂

11、紋發(fā)生。分析原因，該類豎向裂紋是因?yàn)橛捎诟拱逄幨┘宇A(yù)應(yīng)力后，箱梁腹板和箱梁對(duì)稱中心線處混凝土內(nèi)的縱向應(yīng)力差所致，致梁端部出現(xiàn)橫向拉應(yīng)力，當(dāng)錨墊板初混凝土振搗不密實(shí)，或局部混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，錨墊板對(duì)端部混凝土壓力，也會(huì)產(chǎn)生細(xì)裂紋。 </p><p>　　3.5 保護(hù)層厚度引起的裂紋 </p><p>　　在具體的施工過程中，在箱梁頂面及端部保護(hù)層厚度可能控制不得當(dāng)，存在過大或偏小的情況，保護(hù)

12、層太小時(shí)，容易在混凝土早期沿著鋼筋的位置形成較長裂紋，當(dāng)保護(hù)層偏大或過大時(shí)，混凝土收縮時(shí)，沒有鋼筋結(jié)構(gòu)的束縛，也較容易產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。 </p><p><b>　　4 裂紋預(yù)防措施 </b></p><p>　　4.1配合比及生產(chǎn)控制 </p><p>　?。?）粗骨料可以阻止水泥收縮從而阻止裂紋的產(chǎn)生，因此混凝土在滿足施工要求的條件下，盡可能

13、的降低砂率?；炷了冶纫彩怯绊憦?qiáng)度和裂紋的主要因素，水灰比大混凝土塌落度大，其收縮亦越大，也就越容易產(chǎn)生裂紋，因此施工中一定要嚴(yán)格控制好塌落度，不宜太大。粉煤灰及礦粉在混凝土中具有形態(tài)效應(yīng)，活性效應(yīng)，微集科效應(yīng)，因此能改善和提高新拌混凝土和硬化混凝土的性能，改善混凝土的和易性和及降低泌水性，在相同的塌落度的情況下，混凝土用水量可降低，從而減少混凝土早期的沉縮量，有利于裂紋的控制。 </p><p>　?。?）高

14、溫季節(jié)避免混凝土過早硬化，可采取適當(dāng)?shù)拇胧┚從?，為施工抹面提供條件。 </p><p>　　（3）如果遇到底板或頂板表面有混凝土浮漿產(chǎn)生，應(yīng)及時(shí)去除，并從新加入塌落度比較大的混凝土，再次振搗，收面。 </p><p>　?。?）控制好振搗時(shí)間，不可過振和漏振，過振會(huì)使粗骨料下沉，增大表面收縮。 </p><p>　　（5）掌握好混凝土收面時(shí)間，應(yīng)在表面水收干前后，適

15、當(dāng)用木抹子磨平搓毛兩遍，拍打，愈合裂紋，施工中決不可隨意向混凝土中加水。 </p><p>　　4.2加強(qiáng)混凝土入模溫度及模板溫度的控制 </p><p>　　為防止溫差應(yīng)力造成的混凝土早期裂紋的產(chǎn)生，應(yīng)加強(qiáng)混凝土入模溫度和模板溫度的控制工作。混凝土入模溫度控制在5～30℃，模板入模溫度控制在5～35℃，外界溫度較低時(shí)，對(duì)骨料及模板搭棚覆蓋，同時(shí)提高混凝土拌和用水的溫度。外界溫度較高時(shí)，混

16、凝土盡量安排在溫度較為適宜的時(shí)間段（傍晚或夜間）進(jìn)行，同時(shí)采取水泥罐噴淋降溫對(duì)拌和用水加入冰快等措施降低混凝土溫度。 </p><p>　　4.3 加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)措施 </p><p>　　安排專人進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土澆筑完成7天內(nèi)，混凝土表面保持濕潤。氣溫較高時(shí)，需在混凝土澆筑完成后3-4小時(shí)及時(shí)進(jìn)行覆蓋， 初凝后及時(shí)進(jìn)行灑水保濕。當(dāng)氣溫低于5℃時(shí)，需噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，不能直接灑水

17、養(yǎng)護(hù)，條件較好的工地，可以選擇塑料薄膜進(jìn)行覆蓋保濕，防止早期裂紋的產(chǎn)生。 </p><p>　　4.4 局部增加抗裂鋼筋 </p><p>　　對(duì)預(yù)施應(yīng)力引起的受力裂紋，采取了局部增加抗拉鋼筋的措施來承受混凝土結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力。梁端受力裂紋采用增加箱梁橫向底板鋼筋后可避免該類裂紋的再次發(fā)生。根據(jù)設(shè)計(jì)要求在預(yù)應(yīng)力曲線段需設(shè)置防崩裂鋼筋，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工在需加強(qiáng)監(jiān)督，落實(shí)到位，防止偷工減料的情況發(fā)

18、生。 </p><p><b>　　5結(jié)束語 </b></p><p>　　混凝土裂紋一直以來都是施工中常見的質(zhì)量問題，其實(shí)也是影響橋梁使用壽命的關(guān)鍵因素之一，尤其在江南沿海的潮濕環(huán)境中更加需要足夠的重視，通過本工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，證明對(duì)于現(xiàn)澆混凝土箱梁的施工，只要認(rèn)真對(duì)待每個(gè)施工環(huán)節(jié)，及時(shí)采取有效預(yù)防措施，是可以最大限度地減少或避免裂紋出現(xiàn)的，達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程目標(biāo)。 <

19、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997. </p><p>　　[2] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法[J].施工技術(shù)，2000（5）. </p><p>　　作者簡(jiǎn)介：夏文；性別：男；出生年：1985；籍貫：湖南邵陽