解析预制预应力T梁裂缝原因分析与处理

解析预制预应力T梁裂缝原因分析与处理

摘要：本文针对T梁裂缝产生的原因，指出预应力T梁混凝土裂缝处理方法以及预防措施。

关键词：预制预应力；T梁裂缝原因；处理方法

Abstract: in this paper the causes of cracks T beam, and points out that the prestressed concrete beam crack processing method T and preventive measures.

Keywords: precast prestressed; T beam crack causes; Processing method

一、T梁裂缝产生的原因

混凝土主要就是由多种脆性材料组成的非匀质材料，其抗压能力比较强，能够在很长时间内保持良好的状态，同时，没有很好的导热能力，抗拉强度低，容易发生变形和开裂。T梁开始灌注混凝土的时候，外界环境和本身的一些因素都会对其产生一定的影响，促使在混凝土中的一点发生变形，这样的话，应力就有所产生了。通常情况下，当混凝土的极限已经承载不了应力的时候，或者混凝土的极限变形值中已经不能容纳应力变形的时候，裂缝就会出现在梁体结构中。T梁产生破坏的应力主要有温度应力、台座约束应力、台座变形应力等。

1.表面裂缝产生的原因

T梁在灌注混凝土刚开始的时候，因为水泥水化会有大量的热量产生，从而混凝土的

温度就会出现不断上升的趋势。但是因为梁体本身的散热条件就比价好，热量可以很快地排除，上升的温度相对来说会少很多，实测结果通常情况下都会高于外界温度10~20℃，而梁体内部因为没有很好地散热条件，散发热量的能力相对来说会弱一些，在这种情况下，混凝土内部的温度就会上升到50~60℃，还可能会更高。梁体内部有很高的温度，但是表面的温度却比较低，这样的话，温度梯度就会有所形成。当这种内外温差在梁体表面产生的拉应力超过混凝土在此期间建立的抗拉强度时,就会导致混凝土开裂,这是梁体表面裂缝形成的主要原因。特别是在后张梁下翼缘变截面与腹板结合处,拉应力更易集中,所以裂缝更易产生,表现形式为腹板与下翼缘变截面结合处出现纵向细小裂缝,分布规律不规则,水平方向的裂缝偏多,这种裂缝一般影响不大。

2.贯穿性裂缝产生的原因

制梁台座相对于梁体可认为是散热性能差,变形能力弱,甚至可看作不变形的刚体。当梁体温度变化时,受到制梁台座的限制,因而产生外部约束应力。后张梁在灌筑初期,因水化反应,梁体开始升温,并产生膨胀变形,受到台座约束而产生压应力。此时,混凝土的弹性模量较小,梁体内部应力松弛较大,混凝土与台座连接不太牢固,因而压应力较小,不会产生温度裂缝。但随着混凝土龄期增长,其弹性模量和强度相应不断提高。当混凝土水化热高峰期过去,梁体温度开始下降,加之梁体内多余水分的蒸发,引起混凝土收缩,制梁台座对混凝土收缩变形的约束也愈来愈强,使之不能自由变形,因此,产生较大拉应力。若拉应力超过混凝土极限抗拉应力,梁体就会出现贯穿性裂缝,表现形式为在梁体两侧出现多道对称的竖向裂缝,从梁底板开始,基本垂直制梁台座,一般下部宽、上部窄,直至上翼缘,有时甚至布满整个腹板区。贯穿性裂缝的危害性极大,它破坏了后张梁的整体性,而且多出现于预应力区。虽然终张拉完成后,一般能够闭合,但在列车活载冲击下,预应力筋就会暴露于空气中并且锈蚀,使后张梁的耐久性和使用寿命受到影响,甚至会出现重大行车安全隐患,造成经济上的巨大损失。

二、预应力T梁混凝土裂缝处理方法

1.表面收缩裂缝

在混凝土终凝前应设专人在早期沉缩裂纹处拍打，若裂纹仍不愈合，可用m (水泥)∶m (膨胀剂) = 9∶1 搅成泥浆在裂纹处搓抹。张拉前的跨中腹板下部产生裂缝由于施加预应力后对其砼将施加一定的压力而可能使其裂缝逐渐恢复，故一般在张拉前不对此类裂缝进行处理。

2.张拉后的各种裂缝

对于其宽度、长度、能不能贯穿进行分析和调查，然后选择一下几种方法。针对比较浅小的裂缝，只需要运用表面处理的方法就可以了。首先用钢丝刷将混凝土的表面打毛，然后再用水将其清洗干净，晾干，再将用环氧树脂浸渍玻璃布铺贴在裂纹上表面即可。对于裂缝宽度稍宽，剔槽时不影响已施加的预应力损失的裂缝，可采用充填法。先在混凝土面沿裂缝两侧开出两条沟，然后再剔除中间部份，形成V 形槽，用钢丝刷将槽内清理干净，水冲洗润湿后，刷素水泥浆再填以膨胀砂浆，表面抹压盖以湿布养护。如原因不明，为防止其继续扩展，可在处理之后施加部分预应力。跟踪检查各裂缝处理完毕后应仔细检查并跟踪调查，以确定处理措施是否符合质量要求，对危害严重的应进行取芯及静载试验。

三、预防措施

1.原材料控制

砂宜采用细度模数M = 2.5～3.0中砂，严格控制含泥量≯2%。石采用级配良好的碎石，

并控制含泥量≯1%，针片状含量≯5%，最大粒径不宜超过25 mm。水泥强度等级不宜低于42.5，宜选用硅酸盐或普通硅酸盐水泥。掺合料，粉煤灰及磨细矿渣在混凝土中具有形态效应、活性效应、微集料效应，能改善和提高新拌混凝土和硬化混凝土的性能，改善混凝土和易性降低混凝土泌水性，在相同坍落度情况下，宜掺用质量良好的粉煤灰及磨细矿渣。

2.配合比控制

水灰比不宜过大，一般不宜超过0.4。坍落度应严格控制混凝土坍落度，一般不宜超过12 cm。

四、结语

总而言之，在实践中，预应力T梁混凝土雷锋控制是比较重要的一项工作，而且它决定着结构的耐久性和安全性。产生裂缝可能是由于多种原因造成的，针对裂缝发展机理也应该作为重点研究的内容，在工程适用的范围内，控制混凝土裂缝，这样一来，裂缝的发展在结构中是不会产生任何危害的，但是不出现裂缝的可能性是极小的，若是为了可以达到这个目的，经济效益一定要有所付出。控制混凝土裂缝是需要通过设计、施工、养护、运营四个方面进行全面考虑的，它们之间不仅有着紧密地联系，而且相互之间也会发挥制约的作用。所以，在实际工程中，要将各种因素考虑全面，找到其中的主要矛盾，针对重点进行控制，只有这样效果才会达到最佳。

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