先张法预应力空心板裂缝成因及预防措施.doc

1、先张法预应力空心板裂缝成因及预防措施摘要：本文将先分析先张法预应力空心板早期裂缝产生的原因，然后在原因的基础之上提出一些预防控制措施，仅供公路桥梁施工参考。 关键词：先张法；裂缝；成因；预防控制 中图分类号：U448.35 文献标识码：A 文章编号： 1 前言 近年来，随着我国公路建设的快速发展，先张法预应力混凝土空心板以其结构简单、施工方便、外形美观、承载能力强、利于集中预制等优点在公路桥梁工程建设中得到广泛应用。在公路桥梁建设中，空心板板底出现裂缝是常见的病害。先张法预应力空心板是公路桥梁建设中的主要受力结构，其质量的好坏不仅关系公路桥梁的建设，还对整个公路质量都有非常大的影响。因此，分析

2、裂缝产生的原因，对其采取预防控制措施，避免较大的危害，对提高工程质量具有重要的现实意义。 2 早期裂缝产生的原因 21 设计与施工 211 设计过程中，由于结构物的受力假设与实际工作状态不符、没有达到设计安全系数，存在设计图纸交底不清，结构设计时对施工情况没有充分考虑的现象，致使设计出现偏差，导致空心板结构处理不当、刚度不足，某些部位产生次应力，而导致结构开裂。 212 施工过程中，由于对预制结构的受力特点缺乏了解或了解不够，存在不按设计图纸施工和将空心板随意堆放、起吊和安装等现象。施工中擅自更改施工工艺和顺序从而使结构物受力模式发生改变的现象时有发生。其主要表现在以下几个方面： a)混凝土的

3、拌和设备和搅拌时间应符合标准规范和设计要求，当搅拌时间过短时，混凝土的均匀性和强度也随之降低，易产生表面干缩裂缝； b)当砂、石料的含泥量超限时，它们与水泥之间的粘结力就会降低，混凝土的强度和抗渗性能下降的结果就是产生网状裂缝； C)浇筑过程中，混凝土对胶囊会产生较大的浮力，当胶囊不牢固，即会发生上浮，使顶板厚度变小而发生裂缝； d)胶囊抽拔时机不正确，应在混凝土的强度达到设计要求时，再抽拔胶囊，过早或过晚均会对混凝土质量产生影响，带来开裂隐患； e)钢筋成型时对尺寸的控制不当，致使顶板保护层出现过大或过小的现象，也是导致裂缝的主要原因； f)混凝土抗压强度尚未达到设计要求时即将侧模板拆除，操

4、作时的振动会引发侧面竖裂缝。此外，使用过程中，当超出设计载荷的重型车辆通过或发生爆炸等冲击时空心板也会产生裂缝。 22 水化反应与水化热的作用 混凝土在拌和、运输过程中，会发生水化反应。水化反应的升温和降温过程，会释放出大量的热能；矿物成分与水也会发生水化反应，混凝土中会贮存大量的热量，内外温差加速了裂缝的形成；施工中常使用活性集料，其拌和过程所发生的膨胀，也是迫使混凝土发生膨胀裂缝的原因之一；混凝土在凝结和硬化的过程中，混凝土中少部分水分参加了水化反应，而大部分水分都被逐渐蒸发，混凝土体积发生干缩变形，引发裂缝。 23 原材料使用不当 231 先张法预应力空心板结构用混凝土，未采用高标号混凝

5、土，则其早期强度较低，不仅不利于提高设备和模板的利用率，还影响了施工进度。 232 高强水泥用量的盲目增加，导致混凝土生成过程中，自缩和干燥收缩机率加大。 233 对碎石、砂含泥量等的指标和配比应严格控制，使其严格符合标准规范和技术要求，因为碎石和砂含泥量的超标，会加速收缩变形，从而产生裂缝。 234 水灰比过大，水泥用得太少，水泥和石子的咬接不彻底，混凝土即发生开裂。 24 收缩裂缝 混凝土收缩有塑性收缩、缩水收缩等。塑性收缩通常发生在混凝土浇筑后 4h5h 之间，此时在激烈的水化反应作用下，大量分子间水分急剧蒸发，骨料因自重下沉，其过程因受到钢筋阻挡，则沿钢筋方向形成裂缝；缩水收缩也称干缩

6、。由于混凝土表层与内部水分损失速率不同，表面快、内部慢，因此产生了表面大、内部小的不均匀收缩。混凝土表面所出现的龟裂裂纹就是干缩的表象之一。此外，化学收缩、物理收缩、碳化收缩等也会导致收缩裂缝。 25 温度裂缝 当采用高标号水泥施工时，混凝土的硬化过程产生的水化热，会显著提高混凝土内部的温度。混凝土内外散热速度的差异所形成的温差，是混凝土内外部应力发生变化，形成裂缝。 3 早期裂缝的预防和控制措施 31 设计过程控制 结构计算时，应对空心板的受力情况全面考虑，着重考虑薄弱环节。应避免为提高保证率而盲目增加水泥用量；采用可靠的减水剂，配比合理。 32 施工过程控制 施工过程是控制裂缝的主要环节，

7、应对每个可能影响或引起裂缝的工序进行裂缝的预防和控制。 321 原材料控制 原材料控制主要包括以下几个方面： a)对原材料应严格按照标准 规范和设计要求进行检验。合格后方可使用，严禁不符合标准规范和设计要求的砂、石料和水泥等进场，进场前均需进行严格的检验，符合要求方可使用； b)在保证混凝土强度的条件下，降低水泥标号、减少用量，以及降低水灰比，均有利于预防裂缝； c)严禁使用过期水泥和将不同标号的水泥混用；优先采用发热量及收缩量均较小的水泥； d)应选用粒径大、强度高、级配良好以及含泥量较低的碎石，并采用优质的砂石材料； e)钢绞线表面不得有润滑油、油渍、污渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质；

8、 f)对含泥量较大的骨料必须用水进行冲洗。 322 模板的制作和安装 空心板的侧模所采用的钢模板，其制作时应特别注意构件尺寸的准确性。通常，采用厚度为 lcm 的厚钢板加工端模，芯模则为定做的充气胶囊。模板的制作和安装应注意以下问题： a)安装模板时，采用龙门吊将模板分块送到台座上，按工艺要求进行拼装，并于拼装后对模板进行精确调整，位置准确后固定对拉螺杆，模板的洁净度、脱模剂的涂刷、模板安装后的平直度和垂直度等都是预防和控制早期裂缝的措施； b)芯模通常采用气囊，安装时。应将气囊整理平顺，避免出现折叠现象，充气过程中应对气压进行控制，保证不超压，经常对所使用的胶囊进行打压检查。一旦发现漏水，及

9、时修补； c)为防止胶囊上浮，胶囊定位钢筋应固定牢固，胶囊定位钢筋的下料应准确，生根牢靠，通常以固定在钢绞线上为宜。 323 混凝土浇筑 混凝土浇筑施工中应注意以下问题： a)浇筑前，应对混凝土和设备实行专人检查制度，严禁浇筑过程中的停工或间断施工，确保浇筑的连续性； b)采用水平分层的方式进行混凝土的浇筑，严格按照振动棒的操作说明和作用范围进行振捣，避免漏捣、欠捣和过度振捣的现象发生，振捣时应注意不可与模板、钢筋和预埋件等发生碰撞，随时对以上各件进行检查，当位置等发生位移时，应及时进行调整和处理，避免早期裂缝的产生； c)在铺底混凝土振平后，应立即放置胶囊内模，并即时浇筑两层混凝土，尽可能地

10、缩短上下两部分混凝土的施工时间差； d)为避免初凝前混凝土出现裂缝，应及时收浆进行二次抹平。这样处理既可增加混凝土表面的密度，又使混凝土表面所产生的裂缝快速愈合，这是清除早期裂缝行之有效的方法和措施； e)严格控制拆模时间，应根据现场混凝土强度决定抽取胶囊的时间，且最好通过试块来确定，严禁过早将胶囊抽除。 324 混凝土的养护 混凝土浇筑完毕，应及时覆盖草袋或塑料膜，并经常洒水养生，使之保持湿润。待混凝土初凝后，再将芯模抽出，在空心板内罐水。以对混凝土底板进行养护，保持混凝土的湿润状态。当气温低于 10时，应及时加盖保温材料。早期养护时，严禁碰撞预留铰缝筋，更不得在板上行走。 33 注意天气的变化 应选择晴好天气对空心板进行浇筑，夏天宜选择夜间进行混凝土浇筑；冬季则应选择中午，并辅以冬季施工防护裂缝措施。 4 结语 综上所述，先张法预应力空心板早期裂缝，既有内部原因，又有外部原因。对早期裂缝的成因进行全面的分析，并在浇筑过程中对原材料进行严格的把关。严格遵守施工操作规程，才是确保空心板预制质量，进而保证整桥建设质量的关键。 参考文献 1 郭志明先张法预应力钢筋混凝土空心板梁的制造工艺J华东公路，2009(5) 2 赵凤先张法预应力空心板梁施工及质量控制J科技资讯，2010(9)