预应力型钢混凝土梁式转换大梁裂缝机理分析
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预应力混凝土T梁裂缝分析
背景
预应力混凝土T梁是常用于桥梁、高速公路和隧道等结构中的主要支撑梁。
随着使用时间的增长,预应力混凝土T梁可能会出现裂缝,这不仅会影响结构的美观度,还会对结构的安全性产生负面影响。
因此,对预应力混凝土T梁的裂缝进行分析是非常必要的。
裂缝成因
预应力混凝土T梁的裂缝主要是由以下因素引起的:
1.内部应力过大
2.温度变化引起热应力过大
3.沉降或地震等外部因素引起的震动
裂缝的产生将会导致梁的变形和应力的集中,进而会影响梁的正常使用。
裂缝类型
预应力混凝土T梁的裂缝可以分成三类:弯矩裂缝、剪力裂缝和徐变裂缝。
1.弯矩裂缝是由于弯矩作用下混凝土的拉应力超过强度而引起的。
2.剪力裂缝是由于剪力作用下混凝土的剪应力超过强度而引起的。
3.徐变裂缝是由于长期荷载作用下混凝土的徐变产生而引起的,通常是
在跨度较大的梁中出现。
裂缝检测
预应力混凝土T梁裂缝检测可以采用多种方法,例如:
1.钢丝测量法
2.反射光栅传感器法
3.激光扫描法
4.磁粉探伤法
这些方法可以有效地检测裂缝的位置、大小和数量,为梁结构的修复和维护提供有力的依据。
裂缝修复
预应力混凝土T梁裂缝修复主要有以下几种方法:
1.粘贴预应力碳纤维板
2.玻璃纤维黏结法
3.构造增强法
这些方法可以修复裂缝,使梁结构重新恢复正常状态,提高梁的安全性。
预应力混凝土T梁的裂缝分析和修复工作是非常必要的,可以保证梁的安全性和使用寿命。
在裂缝检测和修复过程中,要注意选择合适的方法和材料,并保证工艺和施工质量的稳定性。
浅析预应力钢筋混凝土梁张拉裂缝产生原因及控制措施李钊林(浙江省杭州市310052)摘要:预应力钢筋混凝土梁张拉施工中出现的裂缝是一个复杂而常见的问题。
本文通过分析张拉裂缝的特征及开裂机理,对目前桥梁预应力钢筋混凝土梁体张拉施工中的裂缝防治措施提出了可操作性的方法。
关键词:钢筋混凝土梁;预应力张拉;裂缝;产生原因;控制措施1 概况近年来随着预应力施工技术的高速发展和各种形式的预应力钢筋混凝土梁的大量应用,张拉施工中的裂缝问题变得更为常见、复杂而又难以控制。
目前关于混凝土的亚微观研究以及大量的工程实践所提供的的经验都说明:从混凝土结构的弹塑性、非均质性本质来说,内应力及残余应力是必然存在的,因而混凝土梁在张拉过程中的细微裂缝的发展总是避免不了。
微裂的扩展程度就是材料破损程度的标志,同时,微裂的存在也是材料本身固有的一中物理性质。
一般桥梁结构中,宽度小于0.05mm的裂缝是肉眼看不出来的,对于使用来说都无危险性,故所谓不允许裂缝设计,也只是相对的无大于0.05mm的初始裂缝的结构。
可以认为,混凝土结构有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的,所谓结构的防裂控制只是防止粗裂缝的产生,对于微裂,则只能根据施工中的具体情况,将其控制在一定的范围内。
2 张拉产生裂缝分析2.1 张拉裂缝的发生部位及特征在后张法预应力梁体支座处、梁体或杆件的端部锚固区,经常见到一种顺着预应力的裂缝。
该型裂缝的最大宽度为1~2mm,长度为40~60cm。
这种裂缝中间局部集中,呈现一梭形,称为“张拉裂缝”(也称为劈裂)。
对于先张法的预应力梁,在靠近中轴线处梁端面上经常出现一种水平裂缝,这种裂缝的最大宽度为0.5~2mm,长度为60~80cm。
该型裂缝位于预加应力荷载的上部区域,大体与荷载轴线平行,称为“端面裂缝”。
2.2 张拉裂缝的成因混凝土构件的裂缝成因不外乎以下两种情况:1、由外荷载(包括静荷载、动荷载等)作用,主要应力或结构次应力(如弯矩和剪切)引起的裂缝;预应力梁端部应力与裂缝示意图a、端面裂缝应力2、由变形变化引起的荷载作用而导致的裂缝。
预应力混凝土大梁施工中裂缝原因分析及防治措施结合实际,以预应力混凝土大梁混凝土裂缝为研究对象,在分析裂缝形成的特征同时,详细的阐述了预应力混凝土大梁施工裂缝的引起因素,同时根据裂缝现状原因提出了有效的防治措施,希望分析后能给相关人员提供参考。
标签:预应力;混凝土;大梁施工;裂缝原因;防治措施城市化进程和经济的高速发展,大量的工业厂房与市政工程被建设且投入使用,但预应力混凝土大梁在实际使用中容易出现裂缝问题一直受到关注。
一旦结构出现裂缝问题,就会导致渗漏情况出现,水分会直接进入到建筑结构内部,给工程的质量和稳定性产生直接影响。
因此,预应力混凝土大梁在施工中必须要针对实际情况来选择合适的施工技术,切实解决工程的裂缝问题,全面提升工程的质量。
1裂缝的具体特征(1)梁侧、梁高与中间宽度并不相同,很多都是上下窄而中间宽,在出现收缩裂缝问题后,一般都会直接延伸到整个梁体高度位置上;(2)梁体浇筑完成后进行拆模处理,此时的结构应力发生一定的变化,在拆除3d之后,梁体结构出现裂缝的问题,在经过结构各个方面的承载影响下,裂缝会继续扩展,再经过3d才会有所放缓;(3)裂缝的间隔距离比较均匀,沿着大梁分布,并且在箍筋位置上均匀分布。
2 裂缝产生的具体原因在预应力混凝土大梁施工过程中由于各方面施工环境的影响或是施工材料自身因素的影响,经常会出现裂缝问题。
而裂缝问题的出现就会导致工程的质量引起安全事故问题出现,因此,研究预应力混凝土大梁施工裂缝形成机理意义重大。
2.1 混凝土硬化使结构收缩,拉应力作用下产生裂缝问题预应力混凝土大梁其截面积比较大,该结构部件在硬化的过程中会出现较大的收缩问题,同时也会产生过大的轴向拉应力,而内部结构还没有完全的达到稳定性的要求,从而导致了结构出现收缩裂缝的问题。
2.2 水化热现象造成的温度上升,从而产生温差裂缝预应力混凝土大梁的结构部件因为使用混凝土材料的量比较大,所以在施工完成之后就会产生较大的水化热,结构部分的温度会持续上升。
大跨度预应力混凝土转换梁中裂缝的成因及控制摘要:随着我国建筑业的飞速发展,各种大跨度预应力混凝土连续梁施工技术得到广泛应用。
本文对大跨度预应力混凝土转换梁结构的施工中混凝土裂缝的产生及控制措施进行了探讨,以此达到提高混凝土转换梁结构施工技术的目的。
关键词:大跨度预应力;混凝土;转换梁;控制随着国内外高大建筑数量的不断增多,建筑结构向大跨度、大空间的方向发展,在转换层结构中应用较为广泛的预应力混凝土转换梁结构也相应具有结构构件跨度和截面大型化的趋势。
大跨度预应力混凝土转换梁结构的施工是建筑施工中的难点,其建造过程涉及力学、材料学、结构设计及工程管理学等多门学科,是一项极其复杂的系统工程。
文章阐述了大跨度预应力混凝土转换梁的施工过程中混凝土裂缝产生的主要影响因素,并针对混凝土配合比、施工方法等六个方面的分析,提出了施工中裂缝控制方案。
一、混凝土裂缝产生的主要影响因素转换大梁混凝土产生裂缝的主要影响因素有以下几点:1. 混凝土温升值的影响混凝土的温升值是浇筑温度、水化热的绝热温升等各种温度的叠加之和。
转换大梁多使用高强混凝土,又多使用高标号水泥,高标号水泥易产生较高的水化热绝热温升,其收缩量较大。
转换大梁一般断面较厚,水化热聚在结构内部不易散失,以上两因素共同作用的结果使转换大梁混凝土温升值过大,其内部最高温度经常达60℃以上。
此外混凝土的浇筑温度较高,也相应增加混凝土的温升值。
2. 混凝土温度变化的影响在混凝土温升值较高的情况下,由于转换梁混凝土内部和表面散热条件不同,因而形成温度梯度,使混凝土内产生压应力,表面产生拉应力。
当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝,属表层裂缝。
表面裂缝的产生易引起梁体内钢筋的锈蚀,对转换梁的耐久性会产生影响;而贯穿裂缝会影响结构的整体性、耐久性和防水性。
所以从控制裂缝的角度而言,应着重采取措施避免转换梁混凝土截面贯穿性裂缝的产生。
3. 混凝土收缩变形的影响混凝土的收缩变形指混凝土的干缩和碳化收缩。
浅谈预应力混凝土梁板裂缝的原因及预防措施在某高速公路的施工中,出现了20m预应力混凝土梁板竖向裂缝的现象,此事引起了技术人员的高度重视。
为此,对预制场预制的全过程进行了调查分析,查阅了有关试验资料,对施工工艺做了详细了解,找出了产生裂缝的原因,提出了改进措施,使预应力混凝土梁板表面裂缝得到了控制,有效的防止了混凝土表面裂缝的再次发生。
1、裂缝的产生梁板在混凝土浇注完成拆模后,沿连接筋竖向产生长度50~150mm,宽度为0.02~0.08mm的裂缝,凿开混凝土裂缝发现,裂缝深度在0~5mm之间,初步判定为收缩裂缝或温度裂缝,不影响梁板的正常使用。
但考虑预应力钢绞线放张后,有使混凝土暴露于易损伤环境的表面增加,这使混凝土早期老化,裂缝的产生使混凝土渗水性增大,严重降低混凝土的强度,从而影响其耐久性,并缩短其使用寿命。
2、原因分析2.1、原材料因素1)水泥采用P.042.5R,经检验符合规范要求。
水泥用量为500kg/m3。
高强度混凝土由于其水泥用量大多为450~600kg/m3,是普通混凝土的1.5~2倍。
这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土,出现收缩裂缝的机率也大于普通混凝土。
2)碎石采用金堂碎石,级配符合规范要求,压碎值8.3%3%,不符合规范要求,细度模数Mx=2.7,级配符合规范要求。
4)水采用井水,属饮用水。
5)减水剂为湛江生产的FDN-5,符合规范要求。
6)碎石和砂含泥量超标,对混凝土表面裂缝有一定影响,水泥用量过大,达到了规范要求的最高限,这是混凝土表面产生裂缝的主要因素。
2.2、设备因素经检查,张拉设备符合要求,台座地基满足要求,没有发现台座变形、位移、下沉现象。
2.3、施工工艺因素1)混凝土的拌制。
拌合设备是500型强制式搅拌机。
拌合时间为1min左右,时间过短,从而影响混凝土的均匀性,取其坍落度为3.5cm,判定水灰比超过了设计用量,水灰比过大,混凝土干缩量加大,产生干缩裂缝。
预应力混凝土T梁裂缝分析(一)一、裂缝情况及分析:裂缝是混凝土结构普遍会遇到的现象,一类是由外荷载引起的裂缝,也称结构性裂缝,表示结构承载力可能不足或存在严重问题;另一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂。
在上述两类裂缝中,变形裂缝约占80%.引起该类裂缝的原因主要有:(1)混凝土浇注后处于塑性阶段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。
(2)混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。
(3)由于温度变化产生的裂缝,结构随着温度古变化受到约束时,在混凝土内部产生应力,当此应力超过混凝土抗裂强度,混凝土便开裂,即产生温度裂缝。
(4)施工不当产生裂缝。
从裂缝情况看,裂缝分布部位,裂缝方向、出现时间具有一定的规律性。
裂缝分布在跨中处,只有腹板开裂,且两面对称,时间一般为拆模后两天左右。
如果施工方案合理,施工工艺符合质量控制要求,混凝土配合比、坍落度满足要求,而现场地施工温度高达25℃以上,那么裂缝的主要原因是因温度应力引起的。
温度应力包括内约束应力和外约束应力。
内约束应力是指结构内部某一构件单元,在非线形温差作用下纤维间温度不同,引起的应变不同而受到约束引起的应力;外约束应力是指结构内部各构件因温度不同产生变形受到的约束后结构外部超静定约束,无法实现自用变形引起的应力。
二、防止裂缝产生及措施:1、由混凝土质量引起的非结构裂缝,可以通过以下措施防止:控制及改善水灰比,减少砂率,增加骨料用量,严格控制坍落度,混凝土凝固时间不宜过短,下料不宜过快,高温季节注意采取缓凝措施,避免水分剧烈蒸发,混凝土振捣密实,改善现场混凝土的施工工艺,同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作。
一旦裂缝出现,可以用环氧树脂配固化剂、丙酮以1:05:0.25的比例配合进行修补,将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷毛吹净,用酒精清洗后,再用丙酮擦洗一次,在涂环氧树脂,贴玻璃布,以后再涂一层环氧树脂。
预应力桥梁砼裂纹产生原因及防治研究摘要:混凝土结构物的裂缝是不可避免的,详细分析了混凝土早期裂缝的起因及开裂机理,接合中铁大桥局多年的预应力桥梁的施工经验和武广高速铁路、向莆铁路等多座预应力连续梁桥对混凝土裂缝的成功防治,提出了预应力桥梁砼早期裂纹有效防治的可操作性方法。
关键词:混凝土;早期裂缝;预应力;温度湿度;养护;抗拉性能1 预应力箱梁裂缝的种类及起因分析1.1 收缩裂缝1.1.1 沉陷裂缝当外界湿度减小时,梁体水份就会蒸发,引起凝胶失水,失去水膜的胶粒由于水分引力作用,使胶粒间距变小,产生收缩,由此引起的裂缝就是沉陷裂缝。
其一般在浇筑后几个小时就发生。
砼浇筑后若不及时养护,几小时内在梁体顶板产生的裂缝就是沉陷裂缝。
1.1.2干缩裂缝当砼内毛细水减少时,会引起毛细管内压力增大,使管壁受到压力,其压力随温度减小而增大,表现为体积的“干缩”。
由于箱梁内部与外表温度不同,从而使内部与外表面干缩的速度也不一样,表面干缩比内部快,所以在外表面产生拉应力引起干缩裂缝。
同时由于新的砼干缩比老的砼快,从而在接缝处新砼受老砼的约束,导致新面变化,在接缝的表面产生干缩裂缝(即施工缝)。
砼的干缩大小与水泥的品种、水泥的用量和单位用水量有关。
在施工中水泥标号越高、水泥颗粒越细,水泥用量越多、单位用水量越大时,砼的收缩也越大。
此外,砂石在砼中形成骨架,对受伤有一定的抑制作用。
砂石愈干净、捣固愈密实,砼的收缩量也就愈小。
1.2 温度裂缝连续箱梁在施工时受到来自与主墩临时混凝土固结支座的约束,也受到来自钢筋及预应力不均匀作用的外部约束,同时受到来自箱梁内部顶板、腹板、底板的截面厚薄不一的内部约束,在有外部及内部约束的情况下,砼在升温及降温过程中将产生温度应力(σt):σt=R*αt*ΔTm*EeR——约束度;αt——砼热胀系数(线膨胀系数);ΔTm——温差;Ee——砼的有效弹模。
砼温度裂缝的引发条件是:σt≥ft(砼的抗拉强度)。
预应力混凝土T梁产生裂缝的原因及预防分析1 混凝土裂缝产生的原因分析裂缝对混凝土外观质量来说是一种缺陷,有些裂缝影响外观质量,有些裂缝则直接影响构件的安全使用。
混凝土出现裂缝是一个很普遍的现象,一般将其分为两类,一类是在外荷载作用下产生的裂缝,即结构性裂缝。
另一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,产生这类裂缝的原因是由于混凝土变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许拉应力时,导致混凝土开裂。
预应力混凝土T梁产生非结构性裂缝的原因很多,如温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、原材料不合格、模板变形、基座不均匀沉降、施工操作过程不规范等等。
下面重点就温度对混凝土产生的裂缝进行分析。
2 温度对预应力混凝土T梁产生裂缝的原因工程施工中,由于水泥用量多、水泥所释放出的水化热会产生较大的温度变化,同时又养护不到位,由此形成的温度收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。
2.1 温度应力的形成过程初期:从浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束一般约30d。
这个阶段有两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量急剧变化,由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止。
这个时期温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相融合。
在此期间混凝土上的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完全冷却以后温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。
2.2 温度产生裂缝的机理混凝土浇筑完成后,硬化期间内部温度不断上升,由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度内高外低,形成了温度梯度,在表面T梁边缘产生拉应力,内部产生压应力;后期在降温过程中,由于受到基座约束,又会在混凝土内部出现拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。
由温度所引起的湿度问题也很重要,许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化时,如养护不到位、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束也往往导致裂缝的产生。
预应力混凝土梁板裂缝的产生和防治分析摘要:本文针对预应力混凝土梁板裂缝的产生的原因进行了分析,并就如何进行预防进行了探讨。
关键词:预应力混凝土梁板;裂缝;产生;防治桥梁混凝土梁板是桥梁中的直接承重结构,其质量关系到整座桥梁的寿命和行车的安全。
桥梁混凝土梁板施工裂缝是指在梁板浇注后至浇注桥面铺装前所产生的裂缝。
混凝土梁板在施工中一旦出现裂缝,轻则直接影响到整体结构物的评分,重则需报废或重新返工,既造成不必要的经济损失又影响到施工企业的形象。
但只要在施工中对每个环节和工序严格把关,还是能够克服和减少的。
1T梁两端的梗部裂缝1.1 原因分析1.1.1 高标号混凝土。
T梁一般外形尺寸较长、大,采用的均为高标号混凝土,其水泥含量高,水泥干缩性也就大,混凝土的抗拉性有不好。
一旦混凝土的外表面的水分比内部蒸发的快,虽然养护及时,也足以造成梁体内外混凝土收缩不一致。
相对而言,梁体外部的混凝土收缩量较内部的大,这是造成梁体出现裂缝的原因之一。
1.1.2 混凝土沉降。
腹板在浇注完成后,依旧受附着式振动器振动,其本身还有一定的微量下沉空间,连续浇筑顶板混凝土后,腹板混凝土也就完成了其大部分的微沉,而梁顶板与腹板相连接处的梗部混凝土因钢筋阻碍无法随腹板混凝土的微沉而下沉,因而在梁梗部形成簿弱线,尤其在钢筋布设处的混凝土最为簿弱,所以混凝土在此处因腹板混凝土局部下沉而产生拉应力,容易将混凝土拉裂缝。
1.1.3 混凝土保护层不足。
在浇筑过程中,由于钢筋受到踩踏,混凝土下料高度过高冲击钢筋骨架,钢筋保护层变薄,造成钢筋下无粗集料的现象。
就是说,在保护层不足的钢筋下,只剩下高标号的水泥砂浆,而其突出特点是易裂,这也是梁梗部产生裂缝的原因之一。
1.2对已经产生裂缝的梁处治办法对已经出现的裂缝,首先应在裂缝末端钻眼截住裂缝,以防止继续开裂。
截住缝钻孔深度宜小于或等于裂缝端部的缝深,随即对裂缝进行破口检查,检查裂缝深度;其次分析梁体裂缝处的应力状态,包括施工阶段和使用阶段;再者,分析裂缝深度和位置对梁的危害;最后,在上述分析的基础上,对于允许修补的梁,采用目前已有的修补方法和自己掌握的技术水平,选择适合的修补办法给予修补。