浅析现浇箱梁缝产生的原因及预防措施.doc

浅析现浇箱梁缝产生的原因及预防措施摘要：本文简要分析现浇箱梁混凝土裂缝产生的原因，针对产生的原因在设计、施工两方面应采取的措施作简要论述关键词 裂缝 收缩 不均匀沉降1概述箱形截面梁具有良好的结构性能，在现代各种桥梁中，尤其是各种结构形式的预应力混凝土桥梁中，由于它能适应构造和施工的各种要求，因而得到了广泛的应用。尽管如此，在大跨度的箱梁结构中，仍然经常可见到裂缝。目前，地箱梁的设计，一般都充分考虑了安全系数，最终荷载作用下不致产生裂缝。大部分裂缝是在施工过程中由于施工方法和措施的不当，以及设计时没有充分考虑施工过程中箱形结构的受力与成桥状态下的受力不同而导致的。过多的裂缝或过大的裂缝宽度会影响结构的外观，造成使用者不安。从结构本身来看，某些裂缝的发生或发展，将影响结构的使用寿命。为了保证钢筋混凝土构件的耐久性，必须在设计、施工等方面控制裂缝。本文主要针对施工方法分析施工过程中连续箱梁受力的不同，提出了预防因局部应力而产生裂缝及因工艺而产生裂缝的施工措施。2裂缝产生的原因及预防措施混凝土的抗拉强度很低，在不大的拉应力作用下就职可能出现裂缝。钢筋混凝土结构的裂缝，在施工中按其产生的原因可分为以下几类：2.1结构承载力不足引起的裂缝由荷载效应（如弯矩、剪力、扭矩及拉力等）引起了裂缝，一般是与受力钢筋以一定角度相交的横向裂缝。这类裂缝产生的原因有可能是设计考虑不周或施工原因（张拉力不足、混凝土强度未达到设计要求）等因素造成的。其预防主要是对箱梁的设计应充分考虑箱梁在各种受力状态的安全系统系数，同时加强施工过程的控制，避免产生裂缝。2.2混凝土配合比使用不当混凝土的硬化过程是长期的，在混凝土的标准养护期内，硬化收缩变形发展得比较快，可完成全部收缩的一半左右，以后的收缩变形虽然发展较慢，但这个过程可持续几年甚至几十年。引起混凝土收缩的原因，在硬化初期主要是水泥石在水化凝固过程中产生体积变化，在硬化后期主要是混凝土内部的自由水分蒸发而引起的。混凝土的配比、组成是影响其收缩的主要因素。一般地，水泥的用量越多，水灰比越大，收缩就越大。骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。干燥失水是引起收缩的重要原因，因此混凝土的养护条件、使用环境都对收缩有较大影响。预防措施：一般控制混凝土的泌水量0.3cm/2cm，可以控制混凝土塑性开裂，单方混凝土用水量少，塌落度小的混凝土，泌水量小的混凝土，干燥收缩变形低，开裂也少。混凝土中掺加降低收缩的外加齐也可明显地降低混凝土的开裂。2.3由外加变形或约束变形引起的裂缝外加变形或约束变形一般有地基的不均匀沉降；混凝土的收缩及温度差等。约束变形越大，裂缝宽度也越大。对外加变形或约束变形引起的裂缝，往往是在构造上提出要求和在施工工艺上采取相应的措施予以控制。2.3.1预防地基产生不均匀沉降为防止施工中的地基产生不均匀沉降，主要采用以下几种处理方法：1）在城市中支架底坐落在已建成路面上或地表坚硬的土层上，可通过简单的试验，直接承受施工荷载，或经过简单的碾压找平处理即可防止地基不均匀沉降。2）若地基土质条件较好，可采用碾压灰土的方法，加大地基承载力，同时注意避免雨水的侵袭而导致地基的不均匀沉降。或根据支护形式的不同采取钢筋混条形基础、独立基础等，减少地基的沉降。3）对于若地基土为软土、淤泥、城市和厂矿杂填土等不良土质，或地基被扰动，该地基可根据土质力学性质土层厚度及承载力大小等因素，采用换土（石灰土、砂砾等）重捶夯实、打入施工临时桩（灌注桩、水泥搅拌桩等）等处理方法加大地基的承载力。2.3.2合理布置支撑体系支撑体系布置若不合理，会导致施工中支架变形较大，混凝土产生不均匀沉降，箱梁产生裂缝。根据天津的施工特点主要采用两种支撑体系：满堂红碗扣支架、钢木混合支架。对于满堂红碗扣支架在施工中，应考虑箱梁自重分布不均及后张预应力导致支撑受力的重新分布，合理布置支架的间距，一般在箱梁支座处支撑应适当加密；采用钢木混合支架若进行两次浇注箱梁混凝土（第一次浇注箱梁底板、腹板，第二次浇注箱梁顶板），因第二次浇注顶板混凝土顶板时，第一次浇注的混凝土已经具有一定刚度。为防止支撑与第一次浇注的混凝土结构共同承受第二次浇注混凝土自重，导致第一次浇注的混凝土结构开裂，支撑间距一般为：L=（4-5）h，其中L为支架间距，h为每次浇注箱染混凝土高度。2.3.3确定合理的浇注顺序若箱梁采用一次浇注成型，则应注意在上翼缘与腹板的接触处易产生水平裂缝，因此，浇注腹板完成后，最好间隔一定时间，待梁身混凝土泌水及沉降完成后再浇注顶板混凝土。箱形截面梁通常最先浇注底混凝土，接着顺次浇注腹板、顶板混凝土，这是因为腹板浇注的混凝土不能很好的流到底板中或不易充分进行振捣，极易产生质量缺陷。支架下浑会引起已浇注混凝土的开裂等不良影响；所以，确定浇注顺序时要注意避免模板的一部分受力集中，而另一部分翘起的浇注方法。浇注箱梁混凝土，要注意截面上各处灌注的混凝土高度要均匀，避免在横断面上一头高一头低或成倾斜状。在支架下沉量最大的地方先灌注混凝土，使应该产生的下沉及早发生。如模板一端支撑在桥墩上，很坚固，另一端却支撑在较弱支架的部位，因浇完的混凝土重量引起的下沉，只对浇注完的混凝土见风使舵部造成不良影响。像这种下沉量较大的地方，宜最先浇注混凝土。此外若现浇箱梁在桥梁的纵向有一定的坡度，应从较低处向较高处浇注，由于后浇注混凝土的自重和振捣作用能使先浇注混凝土密实。若现浇箱梁浇注长度较大，可根据实际结构受力、地基沉降等因素合理分段浇注，防止产生不均匀沉降，后浇缝应严格按规范要求做好施工缝的处理。2.3.4混凝土收缩不同产生裂缝对于二次浇注箱梁（第一次浇注箱梁底板、腹板，第二次浇注箱梁顶板）容易在箱梁翼缘板处产生横桥向裂缝。主要原因是后浇注混凝土与先浇注混凝土的收缩不同步，且受到先浇注混凝土及钢筋的约束而导致裂缝的产生。预防措施：1）选择合适的混凝土配合比；2）加快施工进度，尽量缩短两次浇注混凝土的时间，从而减少混凝土的收缩差异；3）在温度较低的早、晚时间浇注混凝土，降低混凝土的如模温度，减少后浇注混凝土的收缩；4）做好施工缝的处理工作；5）做好混凝土的振捣、养护工作。2.4混凝土浇注过程中操作不当产生裂缝1） 混凝土：拌和不均匀、拌和时间过长；2） 运输：泵送时改变了原配合比，如加水；3） 振捣：混凝土在初凝前，处于一种自由状态，虽经过振动器械的振捣，内部空隙大；部分排除，但在混凝土内部的下沉大致是均匀的，若是钢筋混凝土，其内部的粗骨料下沉会因为钢筋或其它预埋件的存在而受阻，这样回在钢筋或预埋件周围形成塑性沉降裂缝。在施工中保证混凝土振捣的密实，对消除塑性沉降裂缝至关重要。4） 养护：混凝土早期干缩裂缝大都出现在较薄的结构中，这种裂缝产生的原因是混凝土在浇注振捣完毕后，内部的水分一部分用二水泥水化泌出流失，一部分泌出流失或蒸发，尤其是在干热、风较大的季节，混凝土表面更容易出现失水干缩而发生裂缝。这种裂缝出现的时间较早，一般混凝土在初凝前就已经开始发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构。像这们的裂缝若在混还没有达到初凝之前，对其表面用木抹子进行再次拍压抹平，并立即在表面覆盖养护，即可消除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中会经常出现在箱梁顶板，但只要引起注意，混凝土早期出现的裂缝完全可以避免。所以在施工过程中，保证混凝土的养护条件和时间是十分重要的。3 结 论混凝土裂缝的产生原因很多，我们应充分认识到其危害，采取积极的预防措施，保证结构的安全及耐久性。对于一个优良的工程，设计是前提，材料是基础，施工环节更是重要的保证，只有通过设计、施工人员的共同重视，才能发挥互动和联动效应，最终将混凝土裂缝的危害降低到最小程度。9