摘要:隨著我國公路建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展,預應力混凝土由于其建設跨度大,節(jié)省鋼材、污工材料等優(yōu)點在現(xiàn)代結構中被廣泛應用,現(xiàn)代施工企業(yè)接觸預應力混凝土技術的人越來越廣泛,由于其中部分人員受接觸施工時間長短和理解能力有所差別,在施工過程中會出現(xiàn)不同的施工問題,預應力混凝土施工中出現(xiàn)最多也最危險的就是施工裂縫的出現(xiàn),有些裂縫是無關緊要的,有些則有可能會危險到結構的安全使用,如何有效的避免這些裂縫的產(chǎn)生是擺在廣大施工者面前的一個嚴峻的問題,本文通過現(xiàn)實工作中最為常見預應力混凝土中出現(xiàn)在最普遍出現(xiàn)的裂縫加以論述和分析。
關鍵詞:預應力 混凝土 施工 裂縫 分析 研究
現(xiàn)代梁橋結構施工中最為常見的結構主要有預制和現(xiàn)澆。預制結構中可分為預制T型梁、預制板梁、預制箱型梁、預制工型梁等結構形式;現(xiàn)澆結構基本上以現(xiàn)澆箱型梁為最多,根據(jù)施工方法可分為支架和懸臂澆筑,這些結構形式中大多使用預應力筋作為主要受力材料,隨著預應力結構的在現(xiàn)代工程中的普及,一些在施工中存在的問題較為突出的暴露出來,主要表現(xiàn)為預應力結構中施工裂縫的存在,這些裂縫的出現(xiàn)會影響了工程質量或危及到工程的使用壽命。
1、在工程中常見的結構施工裂縫主要有:
。1)預應力構件底部跨中受拉部位出現(xiàn)的豎向裂縫:這類裂縫往往出現(xiàn)在預制構件中,張拉完成后安裝時容易產(chǎn)生,其施工跨徑越大出現(xiàn)此類裂縫的機率會越大。
。2)靠近支座支點部位約1/4處出現(xiàn)的腹板斜向裂縫:這類裂縫往往出現(xiàn)在斷面較高的預應力預制構件中,在懸臂施工過程中箱梁已經(jīng)完成部分腹板處也容易出現(xiàn)多呈45°左右的斜向裂縫。
。3)預應力結構后張構件中張拉端錨墊板附近兩側腹板部位出現(xiàn)的裂縫:這類裂縫往往是在預力施加完成后出現(xiàn)。
。4)預應力梁頂面跨中部位產(chǎn)生的橫向裂縫:這種類型的裂縫通常出現(xiàn)在后張預應力構件張拉完成后或者存施工時間較長的預應力構件在梁頂跨中部位出現(xiàn),在先張預應力構件中放張后也容易在頂板跨中部位出現(xiàn)。
。5)預制構件底部跨中部位出現(xiàn)在水平向裂縫:這類裂縫往往是張拉完成后底部起拱時容易出現(xiàn)。
其它形式的裂縫:沿預應力筋延伸方向產(chǎn)生的裂縫;預制箱型梁和T型梁翼緣板底部出現(xiàn)在裂縫;多跨連續(xù)現(xiàn)澆箱梁施工和懸臂現(xiàn)澆洞室內部的楔形塊件與箱梁體相連接的部位產(chǎn)生的裂縫等其它的裂縫。
2、裂縫產(chǎn)生的原因分析
對于上述預應力結構中產(chǎn)生裂縫的因素很多,主要原因有:
。1)設計不合理,超預應力筋出現(xiàn)彈性形變超出混凝土受拉伸長值而出現(xiàn)彎拉裂縫;
。2)抗裂箍筋或抗裂預應力筋設置不合理,抗剪能力不足出現(xiàn)剪切裂縫;
。3)錨下鋼筋不足,混凝土不密實,因局部應力集中或張拉力控制不嚴格而出現(xiàn)的壓應力裂縫;
。4)張拉完成后起拱值超出預定起拱值使構件頂面出現(xiàn)受拉裂縫;
。5)預應力構件保護層過大,張拉時因梁體起拱局部混凝土抗壓能力超過限定值而與鋼筋體剝離產(chǎn)生裂縫。
還因水泥漿制拌不嚴格,外加劑不符合要求、膨脹系數(shù)過大使梁體沿管道方向裂開或者預應力管道位置與設計不符發(fā)生偏離張拉后出現(xiàn)應力糾正裂縫,混凝土在強度還未形成而拆除模板或者模板與構件體發(fā)生碰撞也會使梁體產(chǎn)生外力裂縫,設計不合理、施工控制不嚴格、混凝土施工完成后養(yǎng)護不及時不到位等原因也會引起混凝土出現(xiàn)裂縫。
綜上所述對于預應力混凝土梁橋來說,在施工過程中都會有不同程度的裂縫出現(xiàn),上述裂縫類型只是在施工過程中常出現(xiàn)的幾種裂縫形式,對于裂縫的出現(xiàn)類型還有很多,按其主要成因可分為:內力原因產(chǎn)生的裂縫和外界原因原因產(chǎn)生的裂縫。內力原因產(chǎn)生的裂縫即結構本身應力釋放而出現(xiàn)的裂縫,主要有混凝土釋放水化熱產(chǎn)生的溫度應力裂縫、預應力傳遞產(chǎn)生的應力裂縫等;外界原因產(chǎn)生的裂縫:如混凝土配合比原因,原材料控制質量原因,養(yǎng)護的原因,模板拆除的原因,外界環(huán)境影響凍脹的原因,外力作用機械模板人為碰撞的原因,混凝土的澆注振搗,保護層厚度不符合要求等原因而引起的裂縫。
另外在一些建設工程中為了減少費用搭設的支架變形過大或者混凝土施工完成后模板支架拆除過早,預應力的施工控制不嚴格,導致有效預應力偏低;過分追求工期,施工加預應力時混凝土的偏短,也容易造成混凝土裂縫的產(chǎn)生;還有一些是由于施工管理不嚴造成的質量事故,比如,實際施工管理現(xiàn)場混亂,混凝土原材料堆放凌亂,各種拌和材料計量不準確,水泥失效、外加劑摻量隨意,砂石質量不合格等都有可能引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。
3、避免或減少裂縫出現(xiàn)的措施
有些裂縫的出現(xiàn)將對結構的剛度和耐久性產(chǎn)生不利的影響,有些裂縫會對混凝土結構的外觀產(chǎn)生影響,但不會對結構產(chǎn)生實質性的影響。要正確分析裂縫產(chǎn)生的原因,一般應結合裂縫產(chǎn)生的時間、裂縫出現(xiàn)的位置、裂縫的大小等情況進行分析,然后找出哪些是設計的原因,哪些是的施工原因,如果是設計原因應從設計的根據(jù)、依據(jù)為重點進行分析,如果是施工的原因應施工管理、施工方法和材料質量等方面進行分析,只有進行了正確的分析判斷才能進行有效的改正和避免。
為避免或減少預應力混凝土的施工裂縫就要在施工中嚴格施工程序,加強施工過程管理,對施工人員進行教育培訓,加強勞動者的業(yè)務素質,堅持技術交底制度,使每位從業(yè)人員都能熟悉施工過程中的每一個環(huán)節(jié),了解施工質量的要求,減少施工質量事故的發(fā)生;加強對施工材料檢驗、檢查,嚴格控制配合比,對一些不合格材料堅決不得采用;選擇適合的機械、設備,選擇配套的張拉機具,并在使用前校定合格后才可使用;根據(jù)施工特點選擇合適的施工工藝,對一些容易出現(xiàn)質量問題的敏感部位可以開展質量控制活動(如QC質量小組)來減少質量事故的發(fā)生;對不利施工季節(jié)在施工時應根據(jù)施工環(huán)境的特點編制專項施工方案(如冬、雨季施工方案),針對常出現(xiàn)的惡劣環(huán)境做出充分的估計和準備。
結 語:預應混凝土工程在施工過程中產(chǎn)生裂縫的影響因素很多,產(chǎn)生機理也很復雜,這些裂縫的出現(xiàn)有時容易被放大施工者忽略,有的可能會對工程的使用產(chǎn)生重大的安全隱患。所以要求廣大施工者在施工過程中盡量的克服、減少裂縫的出現(xiàn),正確對待預應力結構中已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,采取一切可以補救的措施來保證工程的使用安全,才不會對國家和社會造成不可挽回的損失。