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        基于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫控制技術(shù)分析

        2019-10-20 01:57:45孫煒
        磚瓦世界·下半月 2019年5期

        孫煒

        摘 要:本文結(jié)合某道路橋梁工程施工案例,主要對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫成因進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的解決預(yù)防措施,以期為廣大從業(yè)者提供有價值的參考。

        關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土T梁;裂縫問題;防治措施

        在公路工程、橋梁建造中,預(yù)應(yīng)力混凝土梁得到了廣泛應(yīng)用,但是長久以來,預(yù)應(yīng)力混凝土量裂縫問題,卻未得到有效的解決,因裂縫導(dǎo)致的橋梁垮塌事件時有發(fā)生。目前,我國交通建設(shè)規(guī)模越來越大,道路、橋梁建設(shè)水平亟需提升。因此,探討后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫控制技術(shù),具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        一、混凝土T梁裂縫情況

        某標(biāo)段橋梁施工區(qū)域氣候炎熱、空氣干燥,夏季氣溫在38℃-45℃之間,屬于典型的沙漠氣候。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁,下部結(jié)構(gòu)為肋板式橋臺、柱式墩。橋梁的試驗(yàn)量在施工完成后,施工人員利用土工布+噴灑的方式對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù),但是在拆模3d后,施工人員發(fā)現(xiàn)腹板上出現(xiàn)了許多豎向裂縫,裂縫從翼緣板底部逐步向腹板發(fā)展,并有少量的水平裂縫。監(jiān)理、施工員、技術(shù)負(fù)責(zé)人立即針對裂縫問題,綜合現(xiàn)場的氣候以及混凝土原材料等因素,進(jìn)行總結(jié)、分析。

        二、裂縫成因以及預(yù)防措施

        (一)炎熱氣候?qū)е碌牧芽p

        成因:經(jīng)過施工試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在高溫狀態(tài)下,混凝土的強(qiáng)度會隨著氣溫的升高逐步降低,而混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)度也會逐步下降。而混凝土因?yàn)槭軣?,水分蒸發(fā)速度過快,急劇收縮隨之產(chǎn)生裂縫[1]。

        措施:需選擇在一天中氣溫最低的時段進(jìn)行混凝土澆筑,在澆筑混凝土前,需要利用涼水沖洗模板、砂石料,達(dá)到降溫的目的。在條件允許的情況下,可搭設(shè)隔熱屏障,避免陽光直射到混凝土上,還可采用水熱化比較低的水泥,通過合理控制水泥的用量,降低混凝土溫度應(yīng)力[2]。另外,在澆筑混凝土的過程中,混凝土必須要充分拌和,并且要利用振搗工具充分振搗,確?;炷聊軌蛄魈手聊0甯魈帯?/p>

        (二)溫度應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫

        成因:后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁體積過大,構(gòu)件和模板底板的摩擦力較大,兩端受到的約束力較大,在凝固的過程中,因周圍環(huán)境溫度的變化,導(dǎo)致產(chǎn)生外加的溫度應(yīng)力形成大面積裂縫。

        措施:首先,在施工前必須要清洗底座鋼板表面,然后涂刷防銹劑;其次,在安裝模板前,模板和鋼板需要涂刷一層脫模劑(要注意,不可采用肥皂水);最后,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁根據(jù)頂部混凝土硬化程度,逐步放松端模,以此來保證后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁在凝固過程中能夠自由收縮。

        (三)收縮變形導(dǎo)致的裂縫

        后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁收縮變形可分為自身收縮、縮水收縮、塑性收縮,而收縮變形則是導(dǎo)致后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁出現(xiàn)裂縫的主要原因,尤其是在空氣干燥、氣候炎熱的地區(qū),體積大、面積大、厚度小的構(gòu)件,若是沒有及時的進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù),收縮就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂問題[3]。

        1、自身收縮

        自身收縮主要是指混凝土自身在凝固、硬化的過程中,水泥遇水會發(fā)生水熱化學(xué)反應(yīng),這種收縮無關(guān)于外界的溫度、濕度,主要取決于水泥的種類、混凝土的拌料以及水泥的摻加量,通過合理的配比,就可解決自身收縮導(dǎo)致的裂縫問題。

        2、縮水收縮

        縮水收縮是指混凝土在硬化之后,其表層水分逐步蒸發(fā),溫度也在逐步降低,混凝土構(gòu)件體積逐步減小?;炷翗?gòu)件在凝固、硬結(jié)的過程中,其表面水分蒸發(fā)速度和內(nèi)部水分蒸發(fā)速度存在一定的差異,不均勻的收縮,就會導(dǎo)致混凝土表面承受一定的拉力。而當(dāng)其承受的壓力大于混凝土表面的抗拉強(qiáng)度時,就會產(chǎn)生收縮裂縫。一般來說,縮水收縮產(chǎn)生的裂縫多為“龜裂”,在配筋率大于3%的混凝土構(gòu)件上尤為多見。

        3、塑性收縮

        塑性收縮通常發(fā)生于施工過程中,在混凝土澆筑后4-6h,水泥水熱化反應(yīng)正處于高峰時期,分子鏈在構(gòu)件中逐步構(gòu)成,存在水分快速蒸發(fā)、混凝土快速收縮等現(xiàn)象,在這個過程中,混凝土中的集料會因?yàn)樽灾囟鸩较鲁?,但混凝土在這個過程中尚未完全完成硬化,所以稱之為塑性收縮。骨料下沉的過程中,若是不能正常下沉,受鋼筋的阻擋,就會沿著鋼筋走向,出現(xiàn)裂縫。為解決該問題,施工前必須要有效解決水灰比,要合理控制攪拌時間,保證振搗的密實(shí)度。

        4、收縮變形裂縫預(yù)防措施

        混凝土收縮裂縫大多是表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫,裂縫形成多為龜裂。為有效避免這類裂縫,不僅需要合理控制振搗、水灰比,同時也要采取合理的養(yǎng)護(hù)方法,解決混凝土凝固過程中的水熱化反應(yīng),以此來保證混凝土的強(qiáng)度。其預(yù)防措施具體如下:①混凝土在澆筑之前,需要將模板用涼水沖洗,混凝土在初凝后利用土工布、草席覆蓋,然后灑水養(yǎng)護(hù)[4]。②可選用水泥標(biāo)高較高、收縮性較差的水泥,盡可能控制水泥用量,可采用石英、白云巖、長石等收縮性較差、吸水率較小的骨料。③可選用保水性較好的外加劑,在振搗的過程中要尤其注意控制振搗深度、密度[5]。

        (四)地基變形導(dǎo)致的裂縫

        不均勻沉降或者壓縮變形會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)附加應(yīng)力,從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。本文列舉的橋梁施工案例,經(jīng)過2d觀察,基本排除了臺座下沉的可能性。而針對地基變形問題,在施工前,必須要根據(jù)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁重量,有針對性的對臺座進(jìn)行載荷試驗(yàn),通過堆載的方式,利用水平儀進(jìn)行沉降觀測,以此來確定是否存在不均勻沉降或者壓縮變形等問題。

        (五)施工材料導(dǎo)致的裂縫

        1、水泥

        水泥材料方面的因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①水泥中的氯化鈣含量不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),在混凝土凝固的過程中,氯化鈣的水化作用發(fā)生較為緩慢,在混凝土凝固后仍舊存在一定的水化作用,從而對已經(jīng)凝固硬結(jié)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。②水泥出廠強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),水泥存在受潮或者過期等問題,混凝土凝固后強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),從而出現(xiàn)裂縫。③若是水泥中堿含量比較高(一般需控制在0.6%以下),或者水泥中含有堿性的骨料,就有可能出現(xiàn)裂縫。④一般來說,低熱水泥、礦渣水泥的收縮性較強(qiáng),火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥收縮性較差,而在施工的過程中,常會增加水泥用量以提高構(gòu)件強(qiáng)度,這種做法就會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)概率大幅度提升。

        2、骨料

        砂石粒徑選擇不合理,導(dǎo)致水泥拌和水用量增大,混凝土強(qiáng)度因此受到影響;砂石中含泥量大,導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性受到影響;砂石中的有機(jī)物過多,導(dǎo)致混凝土的凝固時間延長,這些因素均會增加裂縫發(fā)生概率。

        三、結(jié)語

        通過上文對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫成因的分析以及總結(jié),在工程中,要注意對施工現(xiàn)場人員進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)以及詳細(xì)的技術(shù)交底,提高施工現(xiàn)場操作人員的責(zé)任心以及施工技術(shù)水平。同時,要嚴(yán)格控制水泥、骨料的選材、用量,在高氣溫環(huán)境作業(yè)時,需要采用一定的防治方法,合理控制混凝土溫度,這樣才能有效控制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫問題。

        參考文獻(xiàn):

        [1]羅萬武.普速鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁常見裂紋分析及防治淺析[J]. 中國建材科技, 2017(3).

        [2]陶江洪. 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工技術(shù)分析[J]. 四川水泥, 2017(3).

        [3]王林.鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁上拱變形的分析與控制[J]. 智能城市, 2018.

        [4]劉磊. 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁預(yù)制常見問題及控制[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)化, 2018(20):84-85.

        [5]侯少博. 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工技術(shù)探析[J]. 交通世界, 2017(35):98-99.

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