预应力混凝土施加应力前裂缝分析与防治

预应力混凝土施加应力前裂缝分析与防治[摘要]通过对开县东河大桥淹没复建工程三片后张预应力混凝土t梁施加应力前产生裂缝的原因分析、处理方案的谢谢阅读确定及处理结果的验证，提出了预应力混凝土施加应力前收感谢阅读缩裂缝的防治措施。关键词：预应力混凝土裂缝分析防治一、前言开县东河大桥淹没复建工程为8×40m的后张预应力感谢阅读混凝土t梁构造，以下是有关施工参数：结构类型：8孔跨径为预应力混凝土t型简支梁精品文档放心下载混凝土设计强度：40mpa精品文档放心下载2.57：0.39：0.011水泥用量：476kg/m3水泥类型：三峡牌p.o42.5水泥砂：开县乐园产中粗砂水：东河河水jx-nno型高效减感谢阅读水剂。二、裂缝的基本情况开县东河大桥淹没复建工程施工期间发现三片t梁先后谢谢阅读出现裂缝。当时正直五月下旬，施工现场的最高气温超过30。第一片t梁出现裂缝是在浇注成型拆模后约4天；第谢谢阅读20个小精品文档放心下载t梁的裂缝位置都大致在梁体跨中5m范谢谢阅读围内。裂缝形式为竖向裂缝,通过超声波检测裂缝宽度在感谢阅读如图1：2图1裂缝形状示意图三、裂缝产生的原因分析：裂缝的出现引起了施工、监理和设计单位的高度重视，会同有关专家进行了详细的分析，分析结果定性为混凝土收谢谢阅读缩裂缝。混凝土收缩分为凝缩和干缩。混凝土凝固时，一些与水泥颗粒结合，使体积减少，称为凝缩。另一些蒸发，使体积精品文档放心下载减小，称为干缩。混凝土的干燥过程是从表面逐步扩展到内精品文档放心下载部的，在混凝土内呈含水梯度。因此产生表面收缩大，内部感谢阅读收缩小的不均匀收缩，致使表面混凝土承受拉力，内部承受谢谢阅读压力。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时，便产生感谢阅读收缩裂缝。确定裂缝类型之后，我项目部技术人员会同有关专家对施工过程中的各个环节进行了分析，经过多次分析论证从以谢谢阅读3下几个方面找到了裂缝的产生的原因。1、结构设计因素：经过我方技术人员对设计图纸的分析，原设计图纸中梁体跨中20m范围内的水平构造钢筋配筋率为3，配筋率偏谢谢阅读6感谢阅读钢筋不能完全消除混凝土的干缩变形所引起的内部应力时首谢谢阅读先从薄弱部位开始出现裂缝。2、施工原材料：经过对施工所采用的各种原材料进行重新检验,发现存在以下不利因素:p.o42.5谢谢阅读求。水泥用量为476kg/m3，水泥用量偏大。混凝土在硬化过谢谢阅读程中，水泥水化放热，水泥用量大，水化热热量大，从而使精品文档放心下载混凝土的温度收缩应力增大。感谢阅读4引起混凝土凝缩。水剂为重庆久鑫混凝土外加剂厂生产jx-nno型高效减水剂，精品文档放心下载以上材料经检验均合格。水泥用量偏大和碎石中灰粉含量超标是形成裂缝的原因之一。3、混凝土自身应力形成的裂缝：混凝土收缩分为凝缩和干缩。混凝土的干燥过程是从表面逐步扩展到内部的，在混凝土内呈含水梯度。因此产生表感谢阅读面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，致使表面混凝土承受谢谢阅读拉力，内部承受压力。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉谢谢阅读强度时，便产生收缩裂缝。4、模板及制梁台座：制梁台座由c25感谢阅读感谢阅读当摩阻力超过混凝土本身承受的拉力时,这个应力集中点就感谢阅读5会产生裂缝。5、施工工艺：（1）混凝土的拌制：搅拌设备为500型强制式搅拌机，精品文档放心下载拌和时间为每盘料大约3分钟，拌和时间适中，坍落度为谢谢阅读谢谢阅读水灰比过大，混凝土干缩量增大，易产生干缩裂缝。（2）混凝土浇注：浇注过程中采用插入式振捣器为主，附着式震动器为辅（主要在梁端10精品文档放心下载现过震现象,致使混凝土表面粗细骨料离析,靠近模板表面的精品文档放心下载混凝土细骨料集中。30感谢阅读高气温达到35，梁体侧面不易吸附水分，气温过高加快了感谢阅读梁体水分的蒸发，致使表面产生干缩裂缝。由以上分析可知：水平构造钢筋、施工原材料、混凝土自身应力、模板及制梁台座及施工工艺的缺陷都是混凝土收精品文档放心下载缩裂缝的形成原因。各种不利因素的叠加致使梁体产生收缩谢谢阅读裂缝。6四、裂缝的处理：收缩裂缝一旦产生，就会增加混凝土的渗透性，并使混凝土暴露于容易损伤环境的表面增加，使混凝土早期老化，感谢阅读裂缝的产生使混凝土渗水性增大，严重降低混凝土强度，从精品文档放心下载而影响其耐久性，缩短使用寿命，所以必须进行处理。1、毕可法（恒压灌注法）灌注建筑胶毕可法灌注建筑胶是由日本建筑学者提出和推广应用的一项新型混凝土补强技术,现在国内建筑界已经接受了这种谢谢阅读补强技术。（1）施工工艺混凝土结构若出现0.1～0.2mm精品文档放心下载受力结构和内部钢筋产生一定的损害和破坏，混凝土结构规感谢阅读范要求大于0.2mm的裂缝都必须进行密封处理。由于混凝土感谢阅读结构裂缝一般都会呈现v性的形态，一般裂缝深度都较深，感谢阅读甚至贯穿整个混凝土结构，特别是处于顶部和侧面的混凝土感谢阅读裂缝密封处理不易达到灌注胶液密实的要求，毕可法灌注是谢谢阅读7采用多点同时低压加压灌注，加压时间一般控制在10-20分谢谢阅读钟，由于采用了低压多点的灌注方法，避免了胶液从v形裂谢谢阅读缝表层串浆，加强了胶液向混凝土深层移动，并能保证胶液感谢阅读有足够的浸润时间。因此，恒压灌注法是一种灌注效果能够精品文档放心下载保证密封处理效果的灌注方法，也是国外现行的最先进的混精品文档放心下载凝土灌注方法。（2）材料特性：密封材料特性：快速、密封性好、有一定的力学强度。使用a-64快固高强胶粘剂，压缩强度≥60mpa，剪切强度感谢阅读≥灌注材料特性：粘度小，可灌性强，较高的力学性能，一定的韧性。使用专用a71-1砼裂缝专用灌注胶，粘度精品文档放心下载≥15mpa，精品文档放心下载与混凝土粘接力≥5-10%。精品文档放心下载感谢阅读堵头、连接器、胶囊及注射器等。（4）裂缝灌胶：裂缝灌胶分以下五步进行。8第一步表面处理，用角磨机、凿子、砂纸沿裂缝方向除去表面油污，浮浆等杂物。a-64胶布设注胶精品文档放心下载嘴，每米约3～4个。a-64胶沿裂缝方向对裂缝进行密封，感谢阅读保证在灌胶时不漏浆。第四步恒压灌注：用恒压灌注器进行灌胶，保证灌胶时间一般大于10分钟，使裂缝完全封闭。第五步后处理：除去注胶嘴，磨平，尽量使裂缝表面与混凝土外观保持颜色一致。2、裂缝表面贴碳纤维第一步表面处理，用角磨机、凿子、砂纸沿裂缝方向两侧各大于50cm精品文档放心下载干净并有一定粗糙度。9第二步涂刷底层灌注胶，要求涂刷均匀。第四步美化处理，在碳纤维表面用白水泥或其他材料修面，使之与梁体颜色尽量一致，以保持梁体外表的美观度。谢谢阅读3、处理结果验证?单梁荷载试验处理结束后5-7天进行了张拉，在张拉过程中未发现异感谢阅读常现象。委托重庆公路工程检测中心对三片t梁其中裂缝最感谢阅读严重的一片进行了单梁荷载试验。精品文档放心下载t谢谢阅读抗裂性三项。（2）应力测点与挠度测点布置应力测点分别布置于预应力t梁跨中截面和l/4截面，精品文档放心下载在t梁腹板上布置2个测点，下缘设置1个测点，共计6个精品文档放心下载10测点。如图2图2应力测点与挠度测点布置图挠度测点分别布置于预应力t梁跨中截面和l/4截面的精品文档放心下载下缘，采用电测百分表进行竖向变形观测。为消除支座变形感谢阅读的影响，试验时还在支座处设置了观测点，通过百分表测试精品文档放心下载其压缩变形。（3）试验荷载与工况本次检验对单片t梁跨中截面采用三点加载试验的方法。谢谢阅读精品文档放心下载在跨中截面作用弯矩与加载重物在跨中截面产生弯矩等效的谢谢阅读原则，本次采用钢轨及预制人行道板等加载，试验荷载总重感谢阅读量约为56.62吨（见图6级加载（见表谢谢阅读图3三点集中加载示意图加载间距为跨中至两测个4米，悬臂部分各为2米。每感谢阅读级加载完毕后，持续10分钟，稳定后读数。卸载完毕10分感谢阅读钟后，记录残余读数。表1精品文档放心下载截面设计弯矩（kn?m）效率系数1级9.73855.915082.50.17122级30.162620.000.523级40.863543.460.704级48.314186.650.825级54.234697.740.926级56.624903.910.96（4）试验仪器：本次试验仪器有静态应变数据采集仪ucam?1a；接点扫描箱usb?50；电测式百分表；刻度放大镜精品文档放心下载wysx?40x。得的跨中截面及l/4截面应力观测结果列于表3精品文档放心下载度观测结果列于表4、表5中。13表2跨中截面应力观测结果单位：mpa荷载分级各测点实测应力各测点理论计算值校验系数1231231231级-0.73-0.151.33-1.170.131.660.62/0.80精品文档放心下载2级-2.69-0.254.26-3.590.395.100.75/0.84感谢阅读3级-3.68-0.105.57-4.850.536.900.76/0.81感谢阅读4级-4.360.056.27-5.730.638.150.760.080.82谢谢阅读5级-5.040.087.45-6.430.719.140.780.110.82感谢阅读6级-5.140.157.76-6.720.749.540.760.200.81精品文档放心下载14表3l/4截面应力观测结果单位：mpa荷载分级各测点实测应力各测点理论计算值校验系数1231231231级-0.080.130.93-0.670.070.950.11/0.98感谢阅读2级-0.880.132.772.050.222.910.430.590.95谢谢阅读3级-1.910.083.65-2.770.303.930.690.270.93感谢阅读4级-2.370.134.26-3.270.364.640.720.360.92精品文档放心下载5级-3.170.104.81-3.670.405.210.860.250.92谢谢阅读156级-3.220.135.01-3.830.425.440.840.310.92谢谢阅读表4跨中截面应力观测结果单位：mm荷载分级观测读数理论读数校验系数初始00/1级2.845.570.512级11.7517.040.693级17.8423.040.774级22.0727.220.81165级26.2330.550.866级27.1231.890.85残余3.480/表5l/4截面挠度观测结果单位：mm荷载分级观测读数理论读数校验系数初始00/1级1.633.860.422级7.6411.810.65173级11.8515.980.744级14.6718.890.785级17.1521.180.816级17.7322.110.80卸载0.950/表中应力符号拉为+”，压为-”；挠度符号向下为“+，向上为“-。在整个静荷载试验过程中，未发现受检t梁出现新的受谢谢阅读力裂缝，原有裂缝经灌胶处理并粘贴了炭纤维后，试验过程精品文档放心下载中也未发现再开裂现象。从试验数据结果可以看出，测点2由于距中性轴较近，感谢阅读所测得的数据较小，相对误差较大，但总体趋势与其它两测谢谢阅读点一样，仍然较理想，同理论计算值有明显的对应关系。其精品文档放心下载18中测点1和测点3应力实测值均小于对应工况的理论计算值，精品文档放心下载其中跨中截面应力校验系数达到了0.62～0.84，l/4截面应感谢阅读力校验系数达到了0.11～0.98。所测得的挠度值无论是跨中精品文档放心下载截面还是l/4截面，均小于理论计算值，校验系数在0.42～精品文档放心下载0.85之间，相对残余挠度较小（跨中：3.48/27.12=12.8%；谢谢阅读试验方法中小于20%的要谢谢阅读求。由此表明试验结果是满意的，受检t梁受力性能较好，谢谢阅读处于良好的弹性工作阶段，其强度、刚度和抗裂性能均满足感谢阅读设计荷载下的使用要求。（6）检验结论：本次荷载试验，最大效率系数达到了0.96，满足试验感谢阅读方法中对荷载效率系数在0.80＜η≤1的要求，可以对受谢谢阅读检t梁的工作性能作出评价。根据检验结果，受检的t梁在试验荷载作用下，具有较谢谢阅读好的弹性工作性能，其强度、变形刚度和抗裂性能均满足设感谢阅读计荷载作用下的使用要求。19五、裂缝的预防：1、结构设计方面：混凝土构件的设计构造钢筋必须满足规范要求的最小配筋率，所使用的构造钢筋尽量采用小截面，小间距分布的形精品文档放心下载式。以避免混凝土局部收缩所引起的应力集中。2、原材料方面：混凝土在硬化过程中，水泥水化放热，从而使混凝土的温度收缩应力增大。所以，应在不影响强度和施工进度的情感谢阅读况下尽量采用低水化热水泥。水泥用量方面在不影响混凝土感谢阅读强度的前提下可减少谢谢阅读充减少水泥的体积。根据个混凝土强度级别不同，规范对砂、碎石、施工用水的含泥量、碎石中的灰粉量的要求都有所不同。总之，所感谢阅读有材料都应严格控制在规范要求以内。3、混凝土配合比设计方面：20在配制混凝土施工配合比过程中，在满足混凝土强度的前提下，减小水泥用量。满足施工要求的情况下采用最小水精品文档放心下载灰比。4、混凝土施工过程控制：2~3感谢阅读谢谢阅读过长会破坏材料结构；混凝土浇注过程中多做几次坍落度实感谢阅读验，严格控制施工水灰比。（2）混凝土浇注：浇注过程中采用插入式振捣器为主，附着式震动器为辅（主要在梁端10感谢阅读30谢谢阅读避免浇注过程出现过震现