预应力混凝土梁常见缺陷及防治

分类：建筑设计论文发表 时间：2011-03-29 09:44 关注：(1)

预应力混凝土梁常见缺陷及防治

孙立喜 王嘉庆 魏殿林

摘要：本文总结了预应力混凝土梁预制过程中常出现的缺陷，并分析了产生缺陷的原因，最后提出缺陷的防治措施。希望能够给今后工程提供借鉴和参考。建筑设计论文,论文发表,论文网,职称论文,建筑设计

关键词：预应力；混凝土梁；缺陷

1 前言

近年来，随着国家的经济的增长，道路桥梁工程快速发展。预应力混凝土梁作为桥梁的重要构件发展迅速。特别是跨径在10m～20m以内的简支梁先张预应力空心板和跨径在20m～40m的预应力混凝土梁，由于其使用年限长、变形小、造价低、施工方便，采用相当普遍。但有些混凝土预制梁在生产施工中会出现不同的缺陷，增加了维修加固的费用，还会给桥梁的长期运营带来安全隐患。本文通过分析预应力混凝土梁在生产施工中出现缺陷的成因，提出防治措施，希望能够给今后工程提供借鉴。

2 预应力混凝土梁常见缺陷及成因分析

2.1预应力混凝土梁裂缝

（1）温度裂缝

温度场中任何一个弹性体构件，都会由于温度的变化而发生膨胀或收缩。如果构件在某一个方向受到约束，不能随温度的变化而自由变形，当弹性体构件随温度降低发生收缩时，就会产生拉应力，当拉应力的数值超过混凝土养生期间的极限抗拉强度值时，就会产生收缩裂缝。

（2）养生不当引起裂缝

现在桥梁设计一般要求预应力混凝土梁的强度等级达到C50，与普通混凝土相比，对混凝土浇筑后的养生提出了更高的要求。特别是在气温高、蒸发快、湿度小、露天有风的条件下，如果拆模过早，遮盖措施不力，按普通强度等级混凝土构件对待，浇筑一天后拆模，只洒水养生七八天，以后任其自然，必然会造成混凝土特别是混凝土表面游离水分蒸发过快，使混凝土产生急剧的体积收缩，水泥的水化作用不能充分进行，而此时混凝土早期强度低，不能抗御这种变形应力，从而导致裂缝产生。从试验测得，在干燥环境中养生的混凝土，其应变值只有在潮湿环境中的65％，即抗御收缩变形的能力大大低于标准条件下养生的混凝土(极限拉伸值约0.8×10－4cm)。在混凝土构件养生期间，由于每天气温的变化，在梁板表面已出现细小裂缝的末端，产生应力集中，使裂缝沿环向继续扩大和延伸。

（3）结构截面的突变

薄部件与厚部件相比更易于受到温度、混凝土收缩与徐变等的影响，所以薄部件更容易开裂。具有薄腹板的箱梁，薄底板容易产生严重的横向裂缝。较大的厚度差别也会引起箱梁中较大的约束力矩，它将导致腹板中产生水平裂缝。

（4）混凝土配合比不合理

预应力混凝土梁的混凝土设计强度等级较高，在混凝土配合比设计时，水泥用量过高，特别是在新的混凝土评定标准提高以后，其水泥用量比以前增加了5%左右。由于水泥用量的增加使混凝土凝结收缩量大，造成表面裂缝。

（5）其他原因

在拌制混凝土的过程中，有的拌和设备计量不准，使水灰比过大，造成离析。振捣后水泥浆上浮到顶板，使混凝土强度不均，混凝土强度较弱区往往是裂缝容易发生的部位。在施工过程中，有时砂、石料的含泥量超限，这样它们与水泥之间的胶结力有所下降，造成混凝土的强度和抗渗性降低，并且产生网状裂缝。

2.2混凝土梁表面浮浆过多

混凝土梁浇筑完成后在表面出现较多的浮浆，严重时其厚度可达3-5mm以上，浮浆的水灰比偏大，其强度低于设计要求，多余的水分蒸发极易产生表面龟裂缝。这并不单纯是构件表面外观质量的问题，实际上也影响到了混凝土内部的质量。由于水泥浆上浮，使梁体的水泥浆量少于设计要求，这都将直接影响到构件混凝土的整体强度和变形的特性。

2.3混凝土梁的凿毛

混凝土梁的连接面凿毛面积和凿毛深度达不到设计要求，而且凿毛后的疏松混凝土清理不干净，这些未清理掉的疏松混凝土在浇筑后成为混凝土结合面的薄弱环节，在桥梁运营期间，这些薄弱环节由于应力集中而开裂。

3 缺陷防治措施

3.1预应力混凝土梁裂缝的防治措施

（1）由温度应力引起的非结构裂缝，可以通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生；同时在施工时，应尽量选择温度低的时间浇注后半天（利用早、晚进行施工）。热天浇注混凝土时，应降低水温拌制，选用水化热小和收缩小的水泥灰比，合理使用减水剂，加强振捣以减少水化热。

（2）加强混凝土养生

混凝土浇筑完毕后，要及时盖草或塑料膜，并经常洒水使之保持湿润。气温低于10℃，要加保温材料，进入冬季应采用蒸气养生。在早期养生时不要碰预留胶缝筋，更不要在上行走。

（3）优化混凝土配合比设计

在确定混凝土配合比时，在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，尽量减少水泥用量，可掺入适量粉煤灰、矿渣等矿物掺合料以降低混凝土的水化热升温，并尽量降低水灰比，延长混凝土初凝时间，以减少混凝土收缩。

（4）原材料的选择

要慎重选择水泥品种、标号及生产厂家，选择质地坚硬和级配良好的石子、清洁的质地坚硬的粗砂。对不符合要求的砂、石料和水泥不许进场，对含泥量较大的骨料要用水冲洗。水质应通过取样化验，在保证混凝土工作性的情况下，尽可能减少用水量。

（5）薄厚构件的连接设计。薄厚构件连接处设计时尽可能使两构件厚度一致，同时还要合理配置连接钢筋，施工时尽量不要采用两次浇筑。

3.2混凝土表面浮浆过多的防治

防止浮浆过多主要从两方面考入手，一是混凝土配合比设计中不能为了施工方便而随意增加塌落度，减少混凝土的离析与泌水；二是浇筑过程中，振捣要适度，振捣时间过长也容易造成骨料下沉，水泥浆上浮，形成离析。

3.3混凝土梁的凿毛

关于混凝土梁的湿接缝处凿毛问题目前还没有具体的规范规定。但一般设计要求深度0.5-1㎝左右，露出混凝土石子，松动的混凝土一定要清理干净。这要求施工单位要严格按照设计要求施工。

4 结束语

预应力混凝土梁的缺陷形式多样，原因复杂，涉及到原材料的种类和品质、混凝土的配比、梁的结构设计、钢筋的布置等生产施工的各个环节。但是，只要对其缺陷产生的原因进行认真分析、总结，然后对症下药，就一定能够做到有效的预防及避免缺陷的产生。