发布于：2015-06-16 11:26:16
来自：道路桥梁/桥梁工程
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在现代桥梁工程中，预应力混凝土空心板梁由于其自重轻、结构性能好、365JT施工方便等诸多有利因素而被广泛使用，在我省已完工的沪宁高速公路、禄口机场高速公路、宁马高速公路等许多桥梁中就普遍采用了这种结构，取得了良好的社会、经济效益。但在冬季施工过程中，特别是当板梁的预制采用蒸汽养护时，梁体经常会出现“蒸养”裂纹。下面就以南京机场高速公路禄口高架桥为例，对空心板梁“蒸养”裂纹产生的原因及防范措施作一分析，供桥梁工程师们参考：
１ 问题的产生
禄口高架桥是南京新场高速公路的重点工程，全长２３８０ｍ，其中６０％以上的上部结构采用了先张法预应力混凝土空心板梁。该桥365JT设计荷载为汽车一超２０，挂车－１２０，梁体混凝土标号为５０号，板梁长１９?９６ｍ，宽９９ｃｍ，高８５ｃｍ，其断面尺寸如图所示。大梁的预制于年底开始，为保证质量，缩短养护周期，加快施工进度，对板梁采用了蒸气养护法。元月，气温骤降５～１０℃，日均温度在０～５℃左右。当时大梁已经过静养、升温、恒温、降温等养护过程，揭开油布冷却，发现很多梁顶部出现了裂纹，裂纹１～４条不等，裂纹宽０?１～０?２ｍｍ，深度在１～３ｃｍ，基本分布在大梁的跨中、１／４跨和３／４跨处的顶板。
２ 原因分析
２．１ 混凝土内外温差所致。
在冬季施工过程中，因为外界温度较低，而大梁混凝土中由于水化热的原因产生很大的热量，根据经验公式：
ｔｍａｘ＝ｔｏ＋Ｑ／１０
其中：ｔｍａｘ——混凝土内部最高水化热 ?℃?；
ｔｏ——混凝土浇筑温度 ?℃?
Ｑ——每立方混凝土中水泥用量 ｋｇ／ｍ３；
可计算出混凝土内部最高温度ｔｍａｘ＝５℃＋４６２／１０＝５１?２℃
本例混凝土配比中水泥用量为４６２ｋｇ／ｍ３?
当油布掀开后，混凝土表面遇冷将发生急剧收缩，而内部混凝土因水化热尚未完全消失而发生较大的内外温差，从而形成一种内胀外缩的现象，导致混凝土表面产生裂缝。
２．２ 梁体顶板与底板收缩不一致
大梁横断面尺寸可以看出，顶板较薄，一般为７～８ｃｍ，而下底板较厚，一般为１５～１６ｃｍ，当油布掀开后，上顶板的冷却将快于下底板、收缩也将大于、快于下底板，而此时埋设于大梁底部的钢铰线尚未剪索，梁体预应力尚未得到再加上上顶板布筋少，抵不住这种大的拉应力，从而导致了顶部裂缝的产生。
２．３ 养护时降温梯度过快。
据当时的施工记载和监理抽测，部分大梁降温时降温梯度在１０～１５℃，而根据《公路桥涵施工365JT技术规范》明确规定，当表面系数等于或大于６时，降温速度不得超过５℃，而在该例中，大梁表面系数已达１１?９１ｍ２／ｍ３，降温梯度明显高于规范要求。?表面系数为结构冷却面积与结构体积之比?
３ 防范措施
３．１ 加强混凝土梁的养护管理。在梁体混凝土温度冷却至与外界温度相近时，方可拆除加热养护结构的模板和保温层?如油布?；当混凝土与外界气温相差大于２０℃而要拆除模板时，混凝土表面应加以覆盖，并使其缓慢冷却，严禁提前掀开油布。
３．２ 大梁冬季施工采用蒸汽养护时，应适当增加大梁内的抗裂钢筋。可在大梁的顶部及两侧适当增加纵向非预应力钢筋，以提高这部分混凝土的抗拉能力，防止裂纹的出现。施工时可考虑在大梁的顶部增加２根Φ１２钢筋，在大梁两侧增加４根Φ８的钢筋。
３．３ 提前释放预应力。在大梁梁体冷却至５～１０℃时应立即拆模，当混凝土强度达到设计强度的９０％时，应剪索，完成对大梁施加的予应力。
３．４ 严格控制升降温梯度。严格按规范规定，控制升降温梯度。当表面系数大于６时，升温速度不超过１０℃；恒温温度不超过６０℃；降温速度不超过５℃，从而避免升温过程中的膨胀裂缝和降温过程中的收缩裂缝。
４ 结束语
事实表明，采用了以上防范措施后，禄口高架桥在后来施工的近千块板梁中再未出现裂纹，从而有效地解决了预应力板梁的冬季蒸养裂纹的问题。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳