城建工程師談預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施

新時代背景下,我國城市化建設及工業化建設速度不斷加快,各類材料、設備、工藝、技術普遍應用之後,也取得了一個較好的效果。在這一過程中,混凝土作為最常用的一類材料, 其自身具備著非凡價值與意義,實際操作過程中,預應力混凝土連續箱梁在一定環境下,會導致裂縫的出現。不同部位裂縫除了在養護方面存在不同特異性之外,實際建設操作也需要客觀認識到相關原因等特點,進而採取針對性防治措施,合理進行工作效果方面的綜合性完善與加強。

預應力混凝土連續箱梁是在實際使用及建設過程中最常見的一類結構,相關技術也相對較為複雜,在實際應用時,這部分內容具備著抗裂性好、承載能力強、自重小,且自身穩定性相對更為可觀。在應用過程中,由於結構原料等特點,如果不能採取針對性措施,進行工作效果方面的優化,則很容易導致裂縫的出現。通過合理的設計與針對性的原因分析,可以進一步採取針對性措施,合理進行防治等處理,提升操作效果,規避常見操作方面的問題。

城建工程師談預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施


一、裂縫形式及原因分析

(一)底板縱向裂縫

由於此類結構工藝較為複雜,操作過程中要點相對較多,且裂縫形式與部位也具備著較為明顯的差異。一般在箱梁底板預應力鋼束豎直平面內具備著一定曲率,根據曲率佈置的鋼筋會在拉張後產生負彎矩荷載,建設過程中造成的預應力鋼束位置變動也會導致產生向下繃力,當荷載與曲率和預應力成正比時則正常, 如果過度荷載超出荷載最大值則會產生底板縱向裂縫 。此類裂縫出現具備著一定規律性,尤其與力學方面的不合理有著密切聯繫,而在橋樑不斷建設與發展過程中,單項式變截面箱梁跨度不斷在增大,這樣一來地板厚度則不斷在減小,而寬度則不斷在加大。此類情況直接考驗著相關縱向預應力設計工作,直接對相關工作帶來不同程度影響。總的來說,此類裂縫出現具備著一定力學因素原因,與養護等雖然具備著一定聯繫,但是聯繫並不明顯, 最主要一點還是在於操作過程中有諸多因素需要進行一定控制, 要將其自身力學平衡等充分關注。正因如此,需要對此類裂縫產生原因客觀重視,採取針對性措施。

(二)腹板斜裂縫

此類裂縫也可以被稱之為主拉應力裂縫,在建設過程中此類裂縫出現是相對較為常見的,出現頻率、頻次也相對較多,同時也會對質量帶來不同程度的隱患及負面影響。一般此類裂縫產生於剪切力較大支座附近,或出現於與軸線形成 25-50 度角之間的範圍內,建設完成之後在長期受力作用之下,結構會產生徐變, 徐變不斷增加之後也會對應性的產生被動應力 。被動應力影響之下,則容易造成彎矩重分佈,進而導致腹板自身所產生剪應力增大,產生此類斜裂縫。在時間不斷推移和進展的情況下,此類狀態會逐漸向受壓區域進行擴展,這樣一來不管是範圍、數量等方面都有所增加,嚴重危害局部質量情況。

(三)頂板裂縫

頂板裂縫出現於梁板接縫位置或腹板與頂板接壤位置,且分佈相對較為隨機,而多呈現於一個平行線狀平面性平行裂縫,嚴重則會出現碎裂等一系列情況。受到負彎矩影響,橋面很容易產生橫向的水平裂縫,尤其普通混凝土和預應力混凝土在交界區域, 則很容易導致此類現象出現。這部分情況出現原因相對較為複雜, 除了之前幾種原因之外,材料、溫度、溼度、工藝、地基、地質等都會存在著一定影響。正因如此,需要客觀看待三種常見裂縫原因所在,採取針對性措施進行完善和防治,有效進行建設效果方面的綜合性優化與加強。

城建工程師談預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施


二、防治措施分析

(一)做好基礎建設

基礎建設對於項目建設最終效果和質量有著絕對性價值與意義,如果疏忽於基礎建設,就會有很多問題埋下隱患,導致建設後期在結構力學不恰當等一系列影響因素下產生問題。尤其在此類建設過程中,要對地基基礎工作充分重視,有效利用碾壓、填充和攪拌、混凝土樁等方式來加強與加固,確保其自身穩定性及綜合性效果得到控制,定期進行沉降觀測,保障所有基礎承載力等特點滿足實際使用需求,避免不均勻沉降所帶來的結構裂縫現象出現與發生 。一般在操作過程中,基礎建設十分重要,如果結構穩定性及承載能力無法滿足實際使用需求,則會產生很多問題,後期也會出現沉降,導致諸多問題無法進行合理的規避。在這基礎上,為了避免裂縫出現,在基礎建設過程中還需要根據季節性差異進行一定調整,如雨季則要注意進行排水處理,避免在雨水沖刷和侵蝕下產生結構穩定性影響,或材料在雨季情況下而產生很多方面問題,導致質量受到干擾。而在寒冷季節實際操作時,則需要進行防凍處理,避免出現凍脹現象導致支架穩定性受到干擾,進而導致後期上部結構等方面帶來較為不利的質量影響與干擾。由此可見,基礎建設過硬,滿足實際使用需求,是避免出現後期沉降而引起裂縫的重要基礎措施之一,需要客觀認識並積極合理地去完善。

(二)材料選擇

混凝土是由各類砂、骨料、水泥和外加劑與水所組成,不同材質及不同性能、品質、產品參數等都會導致使用過程中效果和質量具備差異,如果不能結合環境針對性的進行選擇與選用,後期則很容易出現裂縫,導致質量受到影響 。在材料選擇方面, 尤其砂石料選擇需要將粒徑、級配、雜質含量和母材強度等進行一定控制,儘可能要選擇鹼活性相對較小的砂石料。如水泥含鹼量過高,同時使用此類鹼活性較強骨料,則很容易在不斷攪拌過程中進而產生鹼骨料反應,導致整體質量受到干擾。在操作過程中,拌合水和外加劑中如果存在著較多的氯化物,則整體對於鋼筋會產生一個腐蝕作用,進而導致鋼筋骨架作用出現一個弱化, 導致質量受到影響。

總的來說,材料選擇方面需要充分有效的考慮到不同材料性能及材料之間的彼此銜接、彼此配合與彼此作用,注重水化熱對於結構所產生的影響,尤其要對內外溫差等方面的情況充分重視。要增加使用水化熱水泥,減少膠凝材料的用量,這樣一來可以較好地避免出現乾燥、收縮而導致裂縫產生,避免了很多不良質量影響因素,將結構綜合效果等各方面得到了一個顯著提高。

(三)澆築與養護

澆築過程中要對質量進行控制,尤其振搗時間不可以過短, 很容易導致出現不密實或強度不夠的現象,而時間過長也是同樣不可取的,過長時間振搗容易導致骨料與水泥發生分層,進而很容易產生裂縫。在分層澆築過程中,應該在初凝之前進行第二層澆築,振搗時要保障振搗可以消除兩層之間的接縫,防止因受力等一系列影響而產生錯縫現象。在澆築後後期養護過程中,要進行定期灑水,確保局部結構的潮溼,避免出現過於乾燥或水分蒸發而導致收縮力增加,進而產生一系列工作問題,無法合理進行質量方面的綜合性優化。

城建工程師談預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施


三、結束語:

如上所述,預應力混凝土連續箱梁的裂縫產生具備著一定規律,尤其主要形式包括了底板縱向裂縫、腹板斜裂縫、頂板裂縫三種,要客觀看待原因所在,繼而採取針對性措施,合理進行完善與提高,確保操作效果等各方面進行完善與優化。



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