预应力混凝土结构的裂缝原因及防止措施.docx
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预应力混凝土结构的裂缝原因及防止措施
预应力混凝土结构裂缝产生原因及防治措施
摘要:
预应力混凝土结构张拉前由于梁中普通钢筋偏少、模板支撑方式不合适等原因会造成正截面裂缝,大面积多跨预应力混凝土结构施工阶段易出现剪切裂缝,在预应力传递区易出现主拉裂缝,应针对不同原因采取相应措施。
关键词:
预应力;混凝土;裂缝;防治措施
1引言
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早的出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土的,可以设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态,这种构件就是预应力混凝土构件。
虽然预应力混凝土构件可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度,并节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的缺点,但是由于许多施工技术人员对预应力混凝土结构的性能尚未完全掌握,以致后浇带设置、模板的支撑与布置、模板拆除的时间与方式,仍然采用钢筋混凝土结构的方法;设计人员对预应力混凝土结构设计的特点还不完全了解,规范也缺乏相应的条文,有的设计只是简单地用预应力筋代替普通钢筋。
不少设计单位将预应力混凝土结构部分委托给预应力专业公司,无法进行综合考虑。
在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。
预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。
应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝,如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度,即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度 。
因此对裂缝的控制是很重要的。
本文叙述预应力混凝土结构裂缝原因及防治措施。
2有关裂缝的一些概念
混凝土裂缝原因分析:
在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已经稳定,若仍处于发展过程,要估计该裂缝发展的最终状态。
对混凝土裂缝的调查和修补中,对调查的原则、普查、详查方法主要有:
裂缝的现状调查(裂缝类型和宽度);有无病害(漏水、钢筋锈蚀);产生裂缝的经过(发生时间和过程);设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查(钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀);地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。
混凝土裂缝的处理:
(1)表面处理法:
包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。
表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏
(2)填充法:
用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm),作业简单,费用低。
宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
(3)灌浆法:
此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
(4)结构补强法:
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。
包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
2.1预应力混凝土裂缝的种类
2.1.1按裂缝产生原因分类
由外荷载(静、动荷载)直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。
b.由变形变化引起的裂缝:
包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。
其特征是结构要求变形,当受到约束和限制时产生内应力,应力超过一定数值后产生裂缝,裂缝出现后变形得到满足,内应力松弛。
这种裂缝宽度大、内应力小,对荷载的影响小,但对耐久性损害大。
据国内外调查资料表明,工程结构产生属于变形变化(温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%;属于荷载引起的裂缝约占20%。
2.1.2按裂缝所处状态分
裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。
对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝,应考虑加固和补救措施。
而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。
例如有些防水结构,在0.1MPa水压下,出现0.1~0.2mm裂缝时,可能开始时有轻微渗漏,但经过一段时间后,裂缝处水化的水泥析出Ca(OH)2,逐渐弥合了裂缝,并与大气中CO2作用,形成CaCO3结晶,封闭和自愈合裂缝,防止了渗漏的产生。
这种裂缝是稳定的,不会影响工程结构的使用和耐久性。
2.1.3按裂缝形状分
裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。
2.2裂缝宽度
2.2.1平均裂缝宽度
在整条裂缝上,其宽度是不均匀的,有的位置宽,有的位置窄。
平均裂缝宽度是指裂缝长度10%~15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%~15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均值即最大与最小平均裂缝的平均值。
2.2.2最大裂缝宽度
a.无侵蚀介质、无抗渗要求,结构处于正常状态下,最大裂缝宽度不得大于0.3mm。
b.有轻微侵蚀、无抗渗要求时,最大裂缝宽度不得大于0.2mm。
c.有最重侵蚀和抗渗要求时,不得大于0.1mm。
d.混凝土有自防水要求时,不得大于0.1mm。
上述标准是从耐久强度考虑的,为设计中和裂缝检测中的控制范围。
但在工程实践中,有些结构存在数毫米宽的裂缝仍然正在使用,而且多年后也没有破坏危险。
如土木建筑中的各种大型、特种结构和设备基础,一般均存在裂缝,完全没有裂缝是不可能的,科技工作者的主要任务是根据裂缝的部位、所处环境、配筋情况和结构形式,进行具体分析、判断和处理。
一些专家和学者根据对结构物裂缝处理的实际经验,认为规范中限制的裂缝宽度应当根据具体条件加以放宽,如像大量的表面裂缝,如果经过周密的研究分析确定是由变形作用引起的,其宽度可不受限制,只须作表面封闭处理即可。
3变形裂缝产生的原因和特征
混凝土的“非受力裂缝”是由于复杂因素作用下混凝土表面所产生的拉应力引起的,普通混凝土与高性能混凝土的开裂的机理也有所不同。
所以,要考察混凝土开裂的原因,应主要从以下几个方面人手。
3.1温度裂缝
3.1.1产生的原因和特征
水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出502J的热量,如果以水泥用量350~550kg/m3来计算,每立方米混凝土将放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上,通常升高35℃左右。
如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃则可使混凝土内部温度达到65℃左右。
但是,如果没有降温措施或浇筑温度过高,混凝土内部温度高达80~90℃的情况也时有发生。
水泥水化热在1~3天可放出热量的50%,由于热量的传递、积存,混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3~5天,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力。
温度应力和温差成正比,温度越大,温度应力也越大。
当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。
这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5天,初期出现的裂缝很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至达到贯穿的情况。
3.1.2影响因素和防治措施
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。
混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。
对于大体积混凝土,其形成的温度应力与其结构尺寸相关,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。
因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
3.1.2.1预应力混凝土原材料和配合比的选用
混凝土的工厂化、规模化生产使混凝土的质量得到了基本的保证,但也不排除个别情况下,原材料质量不合格,混凝土配合比不合理,配合比失控等情况。
主要表现为砂、石原材料含泥量超标,砂率或胶结料用量过大,在混凝土中掺入的早强剂,对外加剂搅拌不均匀或配合比计量不准确都会加重各部裂纹的产生,外加剂质量不合格,天气炎热或运输距离过长使混凝土无法泵送而人为加水。
由此造成的混凝土质量不均匀可能成为混凝土开裂的原因之一。
但随着市场机制的作用下,质量意识的不断提高,原材料和配合比的原因将不是混凝土开裂的主要原因
a.水泥品种选择和水泥用量控制
钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期升温和后期降温,产生内部和表面的温差。
减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。
再有,可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。
根据大量试验研究和工程实践表明,每立方米混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。
因此,为更好的控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力,可以根据工程结构实际承受荷载的情况,对工程结构的强度和刚度进行复核与验算,并取得设计单位的同意后,可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。
由于过去土木建筑不多、跨度不大,且多为现场搅拌,施工工期短,混凝土标准试验龄期定为28天,但对于具有大体积钢筋混凝土建筑,大多数的施工期限很长,少则1~2年,多则4~5年,28天不可能向混凝土结构,特别是向大体积钢筋混凝土施加设计荷载,因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的,正是基于这点,国内外许多专家均提出这样建议。
如果充分利用混凝土的后期强度,则可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,则混凝土温度相应降低4~7℃。
最后,为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。
如果强度允许,可采用掺加粉煤灰来调整。
B.掺加掺合料
国内外大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求,从而改善了可泵性。
同时,依照大体积混凝土所具有的强度特点,初期处于较高温度条件下,强度增长较快、较高,但是后期强度增长缓慢。
掺加粉煤灰后,其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化产物,填充孔隙、增加密实度,从而改善了混凝土的后期强度。
但是应当值得注意的是,掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。
因此,对早期抗裂要求较高的混凝土,粉煤灰掺量不宜太多,宜在10~15%以内。
特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热,在1~28d龄期内,大致为:
掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数,即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%,可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。
目前许多商品混凝土厂家,由于认识、技术、设备(料仓)等原因,尚未有效、充分地利用粉煤灰。
c.掺加外加剂
掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂,可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。
由于其减水作用和分散作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,因而减少温度裂缝。
例如,在采用在泵送混凝土中,掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂,不仅能使混凝土的泵送性能改善,而且可以减少拌合水和水泥用量,从而降低水化热,延迟了水化热释放速度,推迟放热峰。
因此,不但减少了温度应力,而且使初凝和终凝时间延缓3~8h,降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
d.选用质量优良的粗细集料
粗集料
根据结构最小断面尺寸,选择合理的最大粒径,尽可能选用较大的粒径。
例如5~40mm粒径可比5~25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6~8kg/m3,降低水泥用量15kg/m3,因而减少泌水、收缩和水化热。
要优先选用天然连续级配的粗集料、使混凝土具有较好的可塑性,减少用水量、水泥用量,进而减少水化热。
细集料
以采用级配良好的中砂为宜。
实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
另外选用合理砂率,其砂率值较低流动性混凝土适当提高是必要的。
但是砂率过大,不仅会影响混凝土的工作度和强度,而且能增大收缩和裂缝。
3.2沉陷(塑性)收缩裂缝
混凝土的早期失水收缩裂缝是混凝土开裂的主要形式之一。
在混凝土大量施工的季节一般气温较高,混凝土失水较快,再加上我国北方地区,相对湿度较低,使混凝土的失水进一步加剧。
在我国北方地区,即使在气温较低,在干燥的气候条件下,表面失水仍然是不可忽视的。
由于施工的需要,混凝土的凝结时间往往较长,这无疑延长了混凝土的失水时间,在气温高、湿度小、风速大的情况下,即使有覆盖措施,但在对混凝土实施覆盖之前,裂纹就已经产生了。
3.2.1产生沉陷收缩裂缝的原因和特征
在现浇的各种预应力钢筋混凝土结构中,特别是板、墙等表面系数大的结构之中,经常出现一种早期裂缝。
这种裂缝为断续的水平裂缝,裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。
裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处、结构变截面的地方。
这种裂缝产生的原因主要是混动性过大和流动性不足以及不均匀,在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够,当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。
裂缝在混凝土浇筑后1~3小时出现,裂缝的深度通常达到钢筋上表面。
3.2.2影响因素和防止措施
(1)要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,在满足泵送和浇筑要求时,宜尽可能减少坍落度;
(2)掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料,可改善工作性和减少沉陷;
(3)混凝土搅拌时间要适当,时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷;
(4)混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分;
(5)混凝土应振捣密实,时间以10~15秒/次为宜,在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。
在混凝土浇筑1~1.5小时后,混凝土尚未凝结之前,对混凝土进行两次振捣,表面要压实抹光;抹面、养护。
混凝土初凝前用刮尺赶平,用木抹子第一次抹面。
初凝后到终凝前用铁抹子碾压表面数遍,将混凝土表面不均匀、不规则的裂缝闭合。
最后用木抹子第二次抹面,闭合收水裂缝
(6)在炎热的夏季和大风天气,为防止水分激烈蒸发,形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取措施缓凝和复盖。
3.3干缩裂缝
3.3.1产生的原因和特征
干燥收缩的主要原因是水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。
混凝土的干燥收缩由于集料的干燥收缩很小,因此主要是由于水泥石干燥收缩造成的。
水泥石干燥收缩理论有毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等,不论哪种学说,都是水分蒸发引起的。
混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里,逐渐发展的。
由于混凝土蒸发干燥非常缓慢,产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上,有时甚至一年半载,而且裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微,有时呈平行线状或网状,常常不被人们注视。
但是应当特别注意,由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
3.3.2影响因素和防止措施
(1)水泥品种
一般来说,水泥的需水量越大,混凝土的干燥收缩越大,不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:
矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。
所以,从减少收缩的角度出发,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。
(2)水泥用量
混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大,但是增加量不显著。
在有可能减少水泥用量时,还是尽可能降低水泥用量。
(3)用水量
混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比、为直线关系;当水泥用量较高的条件下,混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。
综合水泥用量和用水量来说,水灰比越大,干燥收缩越大。
沉陷裂缝、干缩裂缝都是由于混凝土单方用水量过大、混凝土过稀、坍落度过大,而且水分蒸发过快、过多造成的。
因此严格控制混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。
为此,在混凝土配合比设计中应尽可能将单方混凝土用水量控制在170kg/m3以下,对于浇筑单方混凝土用水量的控制尤为重要。
特别值得注意的是,施工混凝土的坍落度(即用水量)绝对不允许大于配合比设计给定的坍落度(即用水量)。
为了降低用水量,掺加适当数量、减水率高、分散性能好的外加剂是非常必要的。
(4)砂率
混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大,但增加的数值不大。
如泵送混凝土宜加大砂率,但不是笼统的和无限的,也应在最佳砂率范围内,可以通过理论计算和工程实践确定。
(5)掺合料
矿渣、硅藻土、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料,掺加到混凝土中,一般都会增大混凝土的干燥收缩值。
但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小、需水量少,故能降低混凝土干燥收缩值。
(6)化学外加剂
掺加减水剂、,特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干燥收缩,但是对于某些减水剂、,尤其是具有引气作用时,有增大混凝土干燥收缩的趋势。
因此在选用外加剂时,必须选用干燥收缩小的减水剂。
(7)膨胀剂
在地下室和防水工程中,混凝土中加掺加膨胀剂,掺加适量的膨胀剂可以起到收缩补偿作用,有利于防止裂缝。
但是使用混凝土膨胀剂,一定要严格控制掺量和保证混凝土有足够强度,否则会使混凝土肿胀和开裂。
(8)养护时间和方法
混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,产生较大的收缩,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。
如果混凝土终凝之前进行早期保温、保温养护,对减少干燥收缩有一定作用。
综上所述混凝土在高强度、大流动性条件下,由于水泥用量多,单位用水量大,砂率高和掺化学外加剂,使混凝土干燥收缩,产生裂缝的潜在危险大,对此必须引起足够重视。
为此要按施工要求选择较低的坍落度,在满足流动性和泵送性的条件下,使单位用水量降低到170kg/m3以下,在满足强度条件下,尽可能降低水泥用量。
同时,在采用泵送时应选用对混凝土干燥收缩影响小的泵送剂。
必要时掺加适量膨胀剂。
在施工中采用二次振捣,加强抹面和湿养护也是必不可少的技术措施。
3.4大跨度预应力混凝土框架结构张拉前出现的正截面裂缝
据对国内数十座大跨度预应力混凝土框架结构梁体在张拉前的检查,相当多的框架出现宽0.1~0.3mm的裂缝。
预应力度越高的结构,往往开裂更为严重,有的甚至出现普通钢筋屈服的情况。
这些正截面裂缝,宽度小于0.15mm者在预应力筋张拉后尚能闭合,而大于0.15mm的裂缝在张拉后一般难以闭合。
调查分析表明,这些正截面裂缝的原因如下。
3.4.1高预应力度的预应力混凝土框架梁中的普通钢筋偏少
人们认为,预应力度越高的预应力混凝土结构施工阶段的混凝土结构裂缝出现的可能性越小。
根据我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定Ⅱ级抗裂要求的预应力混凝土框架结构,普通钢筋一般只要构造配筋,这是因为预应力筋本身提供的结构构件抗弯承载力即已超过其抗弯承载力要求。
设计人员常采取两种方法配置普通钢筋:
按截面的0.2%加配或按预应力度比加配。
第一种情况配普通钢筋偏少。
由于预应力混凝土框架结构从浇筑到张拉有一段时间,其间梁的模板支撑会发生沉降,混凝土会收缩。
若少配置普通钢筋,对沉降及收缩产生的裂缝抑制能力很小,预应力混凝土梁在此期间会严重开裂。
这样就可能产生预应力度越高,开裂越严重的现象。
在张拉前如出现正截面裂缝,将使梁在荷载使用下的开裂荷载由Mcr减少为M0,其中Mcr=(σpc+γftk)w0,M0=σpcw0,结构的抗裂度降低。
针对这一情况,建议构件的预应力度不宜太高,普通钢筋的配筋率不宜低于0.005bh。
混凝土强度等级大于C40的预应力混凝土框架梁,腰筋的直径应不宜小于18mm,间距不宜大于250mm。
对梁宽较大的梁,腰筋直径还应增大,间距应减小。
然而,按预应力度比来配置普通钢筋,即预应力筋按抗裂度要求配置,对抗弯承载力要求而言,所配置的预应力筋,可能已超强,而按预应力度比为0.6~0.7加配普通钢筋,即按fpyAp/(fpyAp+fyAs)=0.6~0.7来配置普通钢筋,往往配筋太多难以施工。
预应力混凝土大梁过分超强,结构抗震设计中梁铰机制也难以形成,对抗震非常不利。
这一设计方法既不经济,结构性能也不好,故不建议采用。
3.4.2梁模板支撑方式不合适
现浇预应力混凝土梁体系,预应力箱梁、T型梁、板等混凝土整体浇注,在预应力混凝土大梁结构施工图说明中,常常仅指明预应力梁的底模与支撑应在张拉之后,待混凝土强度达到15MPa后方可拆除。
施工技术人员对此常有两种理解,因而有两种作法。
一种作法是所有梁板的底模及脚手架在预应力筋张拉后拆除,导致脚手架利用率低,周转率低,施工投入大;但大梁张拉之前出现裂缝少,一般正截面裂缝是收缩裂缝。
另一作法是梁、板的模板及支撑分设,往往不对主梁支撑加固、加密,在张拉前就将次梁及板的支撑先期拆除,这时次梁及板的自重将传给大梁,大梁将与其支撑一起变形,因此时预应力筋没有参与工作,若钢筋较少大梁将严重开裂。
张拉前检查发现,因这种原因出现裂缝的情况最多。
为此建议:
欲先期拆除次梁与板的模板及支撑的结构,应对预应力混凝土梁支撑的间距、密度进行计算,地坪应先行加固。
3.5预应力传递区的主拉裂缝
在预应力混凝土梁结构中,预应力筋的预应力由锚固端的集中力沿近30°~40°的方向向梁体中扩散。
应力扩散过程中会在梁体中产生拉应力,若梁体的厚度较薄,梁体中非预应力筋仅按非预应力钢筋混凝土配置,尤其在与自由边垂直方向非预应力钢筋配置过少,则会在垂直于主拉应力方向出现较宽的斜裂缝。
故预应力筋仅集中配置在轴线下梁内的预应力混凝土结构,或一方向均布,另一方向集中布置的预应力混凝土侧向结构,应在预应力传递的边区格及角区格的梁体内加配双向的非预应力筋,且每一方向上非预应力筋的配筋率不宜小于0.2%,以抑制斜裂缝的展开。
同一纵轴线上的各横轴预应力混凝土梁的张拉一般有先后,先张拉的梁产生压缩,使横向轴线两边的边梁产生相对位移。
这一相对位移将在边梁中产生弯矩与剪力,若位移过大,弯矩与剪力将可能使边梁开裂解决这一问题的方法是:
若每根梁中有多束预应力筋,可分批张拉,边梁的相对侧移要小得多。
另外,配置边梁中的箍筋和纵向钢筋时,应考虑施工程序(施工程序应在图纸上说明),以防止不正常裂缝开展过大。
3.6与预应力混凝土梁体结构相连的钢筋混凝土中的受拉裂缝
在大体积钢筋混凝土梁结构中,有时由于由于跨度的不同,部分做成预应力混凝土梁结构,另一部分做成钢筋混凝土梁结构。
若与预应力混凝土梁相连的钢筋混凝土结构施工时不留后浇带,则预应力筋张拉时会在与预应力混凝土相连的钢筋混凝土梁及板中出现垂直于预应力筋方向的受拉裂缝。
大面积预应力混凝土结构中,这种裂缝出现更为严重。
防止这种裂缝出现的最好方法是在与预应力混凝土结构相连的梁板中留设施工缝。
3.7施工方法及施工工艺不当产生裂缝细节问题和防止措施
3.7.1产生裂缝的原因
(1)钢筋触动
例如箱梁预制模板施工中,
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