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预应力砼T梁预制过程中存在的问题及预防

作者 :吴 素 清更新时间:2012-10-26

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摘  要:近年来,随着社会经济的飞速发展和高速公路建设技术的不断进步,预应力砼T形梁已在我国高速公路建设过程中得到了广泛的应用。对预应力砼T形梁预制过程中存在的问题进行深入研究,并在此基础上提出一些有效的预防策略,以期为我国公路建设事业的发展提供参考。  本文来自职称论文发表的竭力网络搜索和整理得来的。


   关键词:预应力砼;T形梁;预防策略


   中图分类号:TU757            文献标识码:A





   T型梁(T-shaped beam)是指横截面呈T型状的梁,其两侧挑出的部分称作翼缘,中间部分则称作梁肋。T型梁相当于是将矩形梁中不起作用的受拉区混凝土挖去之后形成的,与原矩形抗弯强度基本相同,不但可以节省混凝土材料,而且还能减轻桥梁构件的自身重量,提高其跨越能力。实践中,目前使用最多的是预应力砼T型梁,作为一种特殊的T型梁,它在现代高速公路桥梁建设中发挥着巨大的作用,但在其预制过程中也存在着一些问题,如果不及时采取有效的措施予以防治,则将造成严重的后果。从预应力砼T形梁的预制过程来看,其主要工序有T梁钢筋加工与安装、混凝土的浇筑以及预应力的施加三个方面,在这些施工工序中最常出现的问题是负弯矩缩锚、梁体侧弯和梁体裂缝,具体原因分析及预防策略如下:


1  负弯矩缩锚问题及预防策略


   从实践来看,连续性能好的梁桥具有很好的推广价值,不但可以有效避免桥墩出现伸缩缝,而且能够增强梁桥整体性以及行车舒适性。因此,其在现代桥梁的建设过程中被广泛应用和推广,但该种桥梁结构在实际施工过程中一直存在着负弯矩缩锚现象,即便采取一些补救措施也难保桥梁不会出现质量隐患,这将严重影响桥梁的安全性与使用寿命。


1.1  桥梁负弯矩缩锚问题的主要原因


   由于桥梁建筑总是置于自然环境之中,更重要的是施工过程中的影响因素太多,这就使桥梁负弯矩缩锚出现了问题。主要表现在以下两个方面:第一,波纹管和锚垫板定位有问题。一般而言,工程设计图纸上所定位的支撑间距为1m,但实际工程施工过程中却存在着混凝土倾泻与振动棒扰动问题,这些问题直接导致波纹管产生波浪,不平顺与倾斜问题会也会使钢绞线对混凝土材料产生一定的应力,进而导致缩锚病害;第二,混凝土材料振捣中的问题。一般而言,工程桥梁负弯矩齿板位置处的锚下加强筋的密度都特别的大,致使振捣棒与混凝土的骨料难以顺利通过,这就很容易出现混凝土振捣不实以及混凝土的离析等现象,进而使锚下的混凝土强度大幅度降低,最终出现缩锚问题。


1.2  桥梁负弯矩缩锚问题的预防策略


   要有效预防桥梁负弯矩缩锚,可以从以下两个方面着手:①针对波纹管与锚垫板的定位问题,可采用加密定位钢筋来处理,即将定位钢筋之间的距离控制在0.5m,并在混凝土浇注之前在波纹管中插入与钢绞线直径相等的圆钢,以保证波纹管的刚度防止出现波浪。在桥梁施工过程中,一定要对波纹管的定位进行严格控制,要避免对波纹管锚垫板扰动,对于实际施工过程中出现的一些扰动现象要及时予以调整和处理;②针对凝土的振捣问题,可用两个“U”型钢筋取代每隔一段距离的锚下“口”型钢筋,并在混凝土材料的浇注过程中保证振捣的密实度、严格杜绝离析现象,最后将向下的“U”型钢筋严格按照有关规范的要求与向上的“U”型钢筋紧密地链接在一起。虽然该种预防方法的施工工序比较繁琐,但是预防效果却非常明显。它可以通过有效地预防日后出现缩锚问题、减少质量隐患,来提高整个桥梁建设工程的质量。


2  梁体侧弯问题及预防策略


   在预应力砼T梁的预制施工过程中,由于施加了预应力之后会出现梁体的侧弯现象,其侧弯幅度一般在几毫米至5cm之间不等,尤其是那些跨度较大的T梁,因此梁体侧弯问题比较严重。如果不及时采取有效的措施进行预防,任其发展下去,则后果不堪设想。


2.1  造成T梁梁体侧弯的主要原因


   由于梁体施工过程中会受到多种应力的作用,如果不能准确把握这些应力的作用,就会使T梁梁体出现侧弯。总结之,主要表现在以下四个方面:①当T梁梁体受到张拉力的作用时,其状况就类似于两端均在受压的杆件。从实践来看,T梁跨度越大,则它的长细比例就会越大,最终出现屈曲现象;②纹管定位的偏差太大,也会导致T梁梁体弯曲。在混凝土浇筑之前,如果穿入一些钢绞、者胶管等,那么就会扰动波纹管;同时,在混凝土材料的浇筑过程中,具体混凝土的振捣工序与混凝土的倾泻冲击也会使主桥梁内置的一些波纹管产生较大的位移,这将使其梁体产生不规则的偏心压力,最终导致梁体出现侧弯;③T梁一般有5个预应力点,自上而下权且定义为N1、N2、N3、N4和N5,一般而言,T梁内的预应力钢束张拉顺序为N2-N1-N3-N4-N5,其中N4和N5是沿跨中至端部平弯走向,因此又可以分为N4左和N4右,N5左和N5右。当张拉时,N4和N5会产生横向上的分力与侧向弯矩,从而使T梁出现侧向的弯曲;当T梁出现侧向弯曲变形时,会在预应力的作用下产生更大的侧向弯矩,这将增加侧向变形的幅度;④虽然桥梁施工设计图纸中对混凝土构件的张拉强度有了明确的定位,但是并没有对它的使用龄期进行严格的规定。即便桥梁施工过程中已经达到了设计的要求,但由于使用龄期较短以及混凝土弹性模量与要求不符等问题,也同样会加大T梁梁体的纵向拱度,同时加剧T梁梁体的侧弯量。


2.2  梁体侧弯问题的预防策略


   要有效预防T梁梁体侧弯,可以从以下三个方面着手:①在波纹管的定位过程中,一定要对孔道的坐标进行严格控制,尤其是孔道横向坐标与振捣时间。要对波纹管的定位钢筋进行加密,从而防止穿入的钢绞线、胶管以及浇注等工序造成梁内孔道波纹管受到强烈干扰,进而引发梁体左右偏移;②为了减小T梁梁体N4和N5位置处的横向分力与侧向弯矩,可以在N4左和N4右、N5左和N5右位置同时施加张拉力。从实践来看,由于T梁梁端的截面尺寸限制,不可能同时安置两套实用千斤顶,因此桥梁施工过程中只能通过减小横向分力和侧向弯矩,来减小侧弯量。其具体做法是:先将N4左位置点的张拉力置于可控制应力的一半,再张拉N4右位置点的应力至可控制应力的百分之百,最后再张拉N4左位置点剩余的一半应力。N5位置点的张拉力的设置与此相同。实践证明,通过这一方法,实际张拉中与张拉后的梁体侧弯情况都得到了明显的改善;③除以上两种方法外,如果施工工期允许,最好不要过早的进行张拉,这样可以有效地控制T梁梁体的侧弯。


3  梁体裂缝问题及预防策略


   在预制砼T梁未施加预应力前,从理论上来说,预制台座并未承受任何弯矩和外力作用,因此T梁梁体裂缝不可能是外力作用的结果,最可能是由其自身的应力引起的。当梁体出现裂缝时,混凝土的渗透性就会不断增大,这就会大幅度降低混凝土材料的施工强度,严重影响T梁的耐久性和实用性。由此可见,正确认识T梁产生裂缝的主要原因,并在及时采取有效的措施予以防治,对整个桥梁建设工程具有重大的意义。


3.1  造成T梁梁体产生裂缝的主要原因


   从实践来看,造成T梁梁体产生裂缝的原因很多,但主要是由于施工过程中对混凝土的施工工艺控制不规范以及养护不周造成的。具体分析如下:①混凝土材料的拌制问题。在混凝土的预制过程中,由于受到周围环境因素与人为因素的影响,混凝土的搅拌往往会出现不均匀的现象。从实践来看,实际施工过程中的混凝土搅拌不均匀现象,最容易导致的后果是水与灰的配制比例过大,同时混凝土材料的干缩量也因此而增大,最终导致建筑结构因干缩而出现裂缝;②混凝土材料的浇筑问题。由于T梁的梁肋比较薄,加之混凝土浇注过程中的振捣器与震动器之间的配合不协调,因此T梁梁肋波纹管将会非常密集。一般而言,混凝土拌制过程中的振捣工艺主要是震动器来实现的,由于操作人员缺乏工作经验而常常会出现过震,导致混凝土材料表面的粗细骨料出现了离析,而且越靠近模板表面,细骨料就越集中;③混凝土的拆模问题。在预制砼T梁的施工过程中,为了进一步提高模板的周转速率,经常将新浇筑不久的混凝土过早地拆模,这一行为所导致的直接后果就是在混凝土表面产生一定的拉应力,进而产生“温度冲击”效应,即因水化热过程中散发热量而引起混凝土表面产生拉应力。这时混凝土表面温度比较高,如果此时拆模就会使其表面温度骤降,从而引起温度梯度,进而在其表面产生一股拉应力,同时由于混凝土材料的不断干缩,当超过其表面拉应力强度时,就会产生裂缝;第四,混凝土材料的养护问题。白天气温比较高,T梁梁体侧面不易吸附水分,气温过高加速了T梁中的水分蒸发,从而致使梁体表面产生不同程度的干缩裂缝。


3.2  T梁梁体产生裂缝问题的预防策略


   要有效预防T梁梁体产生裂缝,可以从以下三个方面着手:①针对混凝土拌制过程中存在的问题。一定要对混凝土材料的拌制过程进行严格的控制,尤其是混凝土材料中的水与灰的配制比例以及掺加外加剂的量与时间。实践证明,只有对混凝土的拌制时间与加水量进行严格控制,才能确保混凝土的均匀性。此外,在混凝土材料的实际配置过程中,也经常会出现减水剂的不规范添加问题,尤其是减水剂的投放量和投放时间,要保证加入的减水剂拌和均匀度,这样才能保证其充分…… 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com


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