预应力溷凝土简支梁裂缝分析及研究

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1、预应力混凝土简支梁裂缝分析及研究摘 要：本文结合施工实践，针对预应力混凝土简支梁预制过程中常见的一些裂缝形式，重点从施工操作中剖析裂缝的成因，并探讨施工中具体的防治措施。关键词： 裂缝   成因   防治措施 目前，预应力混凝土简支梁的生产逐步由工厂化预制向现场预制过渡，由于受现场环境、设施、技术水平等影响，难免会出现这样或那样的裂缝，有的甚至在还未承受活载之前就出现了裂缝。裂缝的出现和一定限度的开展并不意味着梁体的破坏，但裂缝宽度如果开展过大，不仅导致梁体的强度降低，而且影响梁体的使用寿命。梁体常见的裂缝有腹板竖向裂缝、斜裂缝、纵向裂缝、水平裂缝及表面龟

2、裂等，以下分别叙述。1．腹板竖向裂缝腹板竖向裂缝是一种常见也是较为严重的裂缝，通常发生在薄腹部分，裂缝方向垂直于梁的轴线，间距和宽度较大，多为中间大两头小，大体是由梁的半高线向上、向下延伸，一般缝宽在0.15~0.3mm，有时亦发生在腹板与横隔板相连接处。1.1原因分析1.1.1设计不当：当前设计也讲究“最优化”，而有些设计人员为减轻梁体自重，不断压缩腹板尺寸，且纵向水平钢筋既细又少，仅考虑了设计符合要求，却忽视了施工过程中的合理误差。1.1.2预应力不足：为加快制梁台座周转次数，现大多数梁均在制梁台座进行初张拉以承受梁体自重，初张拉时台座与梁体底面出现摩

3、阻力，而这一项预应力损失在设计中是未予考虑的，由于预应力损失增大而使初始张拉力不足以承受自重，从而导致下翼缘所受的拉压力超过混凝土抗拉强度，截面即开裂，裂缝方向垂直于拉应力，故产生竖向裂缝。1.1.3配比不适：混凝土中减水剂与水泥不相容，砂子级配不良，含泥量超标，砂率过大等因素均会引起梁体收缩裂缝。1.1.4温差过大：大体积混凝土常因水泥水化热导致内外温差过大，所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时即产生收缩裂缝。蒸养时升、降温过快，拆模过早或养护不及时，引起混凝土内部结构损伤，此类情况多发生在混凝土硬化初期。1.1.5施工操作不规范：混凝土浇筑时间过长

4、，坍落度大，连接性差而引起竖向裂缝。1.2防治措施1.2.1提高混凝土施工质量。根据施工要求和混凝土和易性要求确定配合比，选择级配良好的粗、细骨料及水化热较小的水泥，严格控制坍落度及骨料的含泥量，准确计量水、水泥及外加剂的掺量，充分振捣，以提高混凝土的密实性及拉伸强度。1.2.2控制梁体内外温差。降低混凝土浇筑温度，如选择较低气温时浇筑，用冰水拌合混凝土等，混凝土浇筑后及时覆盖洒水养护，蒸养时严格控制升、降温速度，拆蒸养棚时内外温差不得大于15℃。1.2.3及时初张拉。梁体拆模后需及时进行初张拉和自然养护，张拉力计算必须考虑梁体与台座的摩擦阻力这一项损失。

5、2．腹板斜裂缝腹板斜裂缝多发生在距支座一定距离（通常大约等于一个梁高），离跨中越远倾斜角越大，反之较小，倾角约在15°~45°之间，缝宽一般在0.3mm以下。2.1原因分析2.1.1设计有缺陷。一般设计人员对于正截面强度都比较重视，而对斜面强度或主拉应力则重视不够，或对最不利组合的工况考虑不细，在支座附近梁体下部既有弯距又有剪力，因弯距产生的拉应力和因剪力产生的剪应力形成斜向的主拉应力，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，即产生与主拉应力相垂直的斜向裂缝。2.1.2模板变形。有的工地模板安设粗糙，检查不细致，浇筑时走动，导致腹板减薄而产生斜裂缝。2.1.3混

6、凝土不密实。通常梁端钢筋布置密集，混凝土下料比较困难，不易振捣密实，尤其预应力筋锚固处，当混凝土不密实时，由于端部应力集中而产生与梁纵轴呈30°~45°的斜向裂缝。2.2防治措施2.2.1严格控制几何尺寸。简支梁取证对外形外观检查有37个主要项点，其中关键项点有五项，这不仅是为了保证梁体架设安装准确的需要，更是为了保证梁体力学性能的需要，梁体宽度超差或内外侧偏离设计位置超标有可能导致梁体受扭而产生扭曲破坏。2.2.2加强混凝土振捣。针对梁体钢筋布置情况，合理选择骨料粒径及水灰比，制定科学合理的施工工艺，采用附着式振动器振捣，确保梁体混凝土密实。3．纵向裂缝

7、纵向裂缝是预应力梁中最严重的一种裂缝，多发生在梁端第一、二节间的下缘侧面及梁底或腹板与下翼缘交界处，也有少数发生在腹板上，此种裂缝一般处于最外的一排预应力筋部位，宽度一般为0.05~0.1mm。3.1原因分析3.1.1张拉力过大。预应力筋张拉是预应力简支梁预制过程最为关键的一道工序，张拉力设计值由计算确定。张拉力过大，则可能使梁体上翼缘混凝土产生竖向裂纹，下翼缘混凝土产生纵向裂纹，还可能使预应力筋出现很大塑性变形而易于断裂。张拉力不足，则降低梁的抗裂性能，在荷载作用时，下翼缘开裂，影响梁的使用寿命。3.1.2保护层过薄或掺加含氯盐的外加剂，下翼缘受到过高的

8、纵向压力而沿下翼缘主筋方向产生裂缝。3.1.3温差影响。由于梁体底