混凝土施加應(yīng)力前裂縫分析論文

時(shí)間:2022-07-24 09:56:00

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混凝土施加應(yīng)力前裂縫分析論文

[摘要]通過(guò)對(duì)開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程三片后張預(yù)應(yīng)力混凝土t梁施加應(yīng)力前產(chǎn)生裂縫的原因分析、處理方案的確定及處理結(jié)果的驗(yàn)證,提出了預(yù)應(yīng)力混凝土施加應(yīng)力前收縮裂縫的防治措施。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫分析防治

一、前言

開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程為8×40m的后張預(yù)應(yīng)力混凝土t梁構(gòu)造,以下是有關(guān)施工參數(shù):

結(jié)構(gòu)類(lèi)型:8孔跨徑為40m預(yù)應(yīng)力混凝土t型簡(jiǎn)支梁

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度:40mpa

混凝土配合比:水泥:砂:碎石:水:減水劑=1:1.21:2.57:0.39:0.01

水泥用量:476kg/m3

水泥類(lèi)型:三峽牌p.o42.5水泥

砂:開(kāi)縣樂(lè)園產(chǎn)中粗砂

水:東河河水

減水劑:重慶久鑫混凝土外加劑廠生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑。

二、裂縫的基本情況

開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程施工期間發(fā)現(xiàn)三片t梁先后出現(xiàn)裂縫。當(dāng)時(shí)正直五月下旬,施工現(xiàn)場(chǎng)的最高氣溫超過(guò)30℃。第一片t梁出現(xiàn)裂縫是在澆注成型拆模后約4天;第二片是在澆注拆模后三天;第三片是在澆注拆模后約20個(gè)小時(shí)就發(fā)現(xiàn)裂縫。三片t梁的裂縫位置都大致在梁體跨中5m范圍內(nèi)。裂縫形式為豎向裂縫,通過(guò)超聲波檢測(cè)裂縫寬度在0.1mm~0.2mm,深度60-90mm。裂縫在梁體兩測(cè)大致對(duì)稱(chēng)分布。如圖1:

圖1裂縫形狀示意圖

三、裂縫產(chǎn)生的原因分析:

裂縫的出現(xiàn)引起了施工、監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位的高度重視,會(huì)同有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行了詳細(xì)的分析,分析結(jié)果定性為混凝土收縮裂縫。

混凝土收縮分為凝縮和干縮?;炷聊虝r(shí),一些與水泥顆粒結(jié)合,使體積減少,稱(chēng)為凝縮。另一些蒸發(fā),使體積減小,稱(chēng)為干縮?;炷恋母稍镞^(guò)程是從表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的,在混凝土內(nèi)呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大,內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,內(nèi)部承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫。

確定裂縫類(lèi)型之后,我項(xiàng)目部技術(shù)人員會(huì)同有關(guān)專(zhuān)家對(duì)施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析,經(jīng)過(guò)多次分析論證從以下幾個(gè)方面找到了裂縫的產(chǎn)生的原因。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素:

經(jīng)過(guò)我方技術(shù)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的分析,原設(shè)計(jì)圖紙中梁體跨中20m范圍內(nèi)的水平構(gòu)造鋼筋配筋率為3‰,配筋率偏小,且分布間距偏大,梁端配筋率為6‰,混凝土收縮時(shí)所配鋼筋不能完全消除混凝土的干縮變形所引起的內(nèi)部應(yīng)力時(shí)首先從薄弱部位開(kāi)始出現(xiàn)裂縫。

2、施工原材料:

經(jīng)過(guò)對(duì)施工所采用的各種原材料進(jìn)行重新檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)存在以下不利因素:

(1)水泥采用三峽牌p.o42.5水泥,經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求。水泥用量為476kg/m3,水泥用量偏大。混凝土在硬化過(guò)程中,水泥水化放熱,水泥用量大,水化熱熱量大,從而使混凝土的溫度收縮應(yīng)力增大。

(2)碎石有石灰?guī)r碎石和河卵石碎石兩種,發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r碎石中的灰粉含量較大?;曳墼诨炷劣不Y(jié)時(shí)吸收水分,引起混凝土凝縮。

(3)攪拌用水為東河河水,砂為開(kāi)縣樂(lè)園產(chǎn)中粗砂;減水劑為重慶久鑫混凝土外加劑廠生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑,以上材料經(jīng)檢驗(yàn)均合格。

水泥用量偏大和碎石中灰粉含量超標(biāo)是形成裂縫的原因之一。

3、混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫:

混凝土收縮分為凝縮和干縮?;炷恋母稍镞^(guò)程是從表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的,在混凝土內(nèi)呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大,內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,內(nèi)部承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫。

4、模板及制梁臺(tái)座:

制梁臺(tái)座由c25級(jí)混凝土澆注而成,經(jīng)過(guò)幾次使用之后,局部表面已非常不光滑,模擦系數(shù)增大,摩阻力也相應(yīng)增大,當(dāng)摩阻力超過(guò)混凝土本身承受的拉力時(shí),這個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

5、施工工藝:

(1)混凝土的拌制:攪拌設(shè)備為500型強(qiáng)制式攪拌機(jī),拌和時(shí)間為每盤(pán)料大約3分鐘,拌和時(shí)間適中,坍落度為9-13cm,拌和過(guò)程中有不均勻現(xiàn)象。存在水灰比過(guò)大的問(wèn)題,水灰比過(guò)大,混凝土干縮量增大,易產(chǎn)生干縮裂縫。

(2)混凝土澆注:澆注過(guò)程中采用插入式振搗器為主,附著式震動(dòng)器為輔(主要在梁端10米處使用)。澆注過(guò)程出現(xiàn)過(guò)震現(xiàn)象,致使混凝土表面粗細(xì)骨料離析,靠近模板表面的混凝土細(xì)骨料集中。

(3)混凝土養(yǎng)生:由于當(dāng)時(shí)白天氣溫大多超過(guò)30℃,最高氣溫達(dá)到35℃,梁體側(cè)面不易吸附水分,氣溫過(guò)高加快了梁體水分的蒸發(fā),致使表面產(chǎn)生干縮裂縫。

由以上分析可知:水平構(gòu)造鋼筋、施工原材料、混凝土自身應(yīng)力、模板及制梁臺(tái)座及施工工藝的缺陷都是混凝土收縮裂縫的形成原因。各種不利因素的疊加致使梁體產(chǎn)生收縮裂縫。

四、裂縫的處理:

收縮裂縫一旦產(chǎn)生,就會(huì)增加混凝土的滲透性,并使混凝土暴露于容易損傷環(huán)境的表面增加,使混凝土早期老化,裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大,嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度,從而影響其耐久性,縮短使用壽命,所以必須進(jìn)行處理。

1、畢可法(恒壓灌注法)灌注建筑膠

畢可法灌注建筑膠是由日本建筑學(xué)者提出和推廣應(yīng)用的一項(xiàng)新型混凝土補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)建筑界已經(jīng)接受了這種補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。

(1)施工工藝

混凝土結(jié)構(gòu)若出現(xiàn)0.1~0.2mm的裂縫,就會(huì)對(duì)混凝土的受力結(jié)構(gòu)和內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生一定的損害和破壞,混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范要求大于0.2mm的裂縫都必須進(jìn)行密封處理。由于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫一般都會(huì)呈現(xiàn)v性的形態(tài),一般裂縫深度都較深,甚至貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu),特別是處于頂部和側(cè)面的混凝土裂縫密封處理不易達(dá)到灌注膠液密實(shí)的要求,畢可法灌注是采用多點(diǎn)同時(shí)低壓加壓灌注,加壓時(shí)間一般控制在10-20分鐘,由于采用了低壓多點(diǎn)的灌注方法,避免了膠液從v形裂縫表層串漿,加強(qiáng)了膠液向混凝土深層移動(dòng),并能保證膠液有足夠的浸潤(rùn)時(shí)間。因此,恒壓灌注法是一種灌注效果能夠保證密封處理效果的灌注方法,也是國(guó)外現(xiàn)行的最先進(jìn)的混凝土灌注方法。

(2)材料特性:

密封材料特性:快速、密封性好、有一定的力學(xué)強(qiáng)度。使用a-64快固高強(qiáng)膠粘劑,壓縮強(qiáng)度≥60mpa,剪切強(qiáng)度≥3.5mpa(砼破壞),≥16mpa(鋼?鋼)。

灌注材料特性:粘度小,可灌性強(qiáng),較高的力學(xué)性能,一定的韌性。使用專(zhuān)用a71-1砼裂縫專(zhuān)用灌注膠,粘度200-400mpa.s,25℃時(shí),壓縮強(qiáng)度≥60mpa,剪切強(qiáng)度≥15mpa,與混凝土粘接力≥4mpa(砼破壞),斷裂伸長(zhǎng)率5-10%。

(3)灌注設(shè)備:專(zhuān)用配套恒壓灌注法裝備,包括注膠嘴、堵頭、連接器、膠囊及注射器等。

(4)裂縫灌膠:裂縫灌膠分以下五步進(jìn)行。

第一步表面處理,用角磨機(jī)、鑿子、砂紙沿裂縫方向除去表面油污,浮漿等雜物。

第二步布設(shè)注膠嘴:根據(jù)裂縫情況,用a-64膠布設(shè)注膠嘴,每米約3~4個(gè)。

第三步裂縫密封:用a-64膠沿裂縫方向?qū)α芽p進(jìn)行密封,保證在灌膠時(shí)不漏漿。

第四步恒壓灌注:用恒壓灌注器進(jìn)行灌膠,保證灌膠時(shí)間一般大于10分鐘,使裂縫完全封閉。

第五步后處理:除去注膠嘴,磨平,盡量使裂縫表面與混凝土外觀保持顏色一致。

2、裂縫表面貼碳纖維

第一步表面處理,用角磨機(jī)、鑿子、砂紙沿裂縫方向兩側(cè)各大于50cm范圍內(nèi)除去表面油污,浮漿等雜物,表面清理干凈并有一定粗糙度。

第二步涂刷底層灌注膠,要求涂刷均勻。

第三步粘貼碳纖維,將碳纖維粘貼在處理好的裂縫表面。

第四步美化處理,在碳纖維表面用白水泥或其他材料修面,使之與梁體顏色盡量一致,以保持梁體外表的美觀度。

3、處理結(jié)果驗(yàn)證?單梁荷載試驗(yàn)

處理結(jié)束后5-7天進(jìn)行了張拉,在張拉過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象。委托重慶公路工程檢測(cè)中心對(duì)三片t梁其中裂縫最嚴(yán)重的一片進(jìn)行了單梁荷載試驗(yàn)。

大橋設(shè)計(jì)荷載:汽超?20級(jí),掛車(chē)?120,人群:3.5kn/?。

(1)檢驗(yàn)項(xiàng)目:?jiǎn)瘟汉奢d試驗(yàn)包括t梁的強(qiáng)度、剛度和抗裂性三項(xiàng)。

(2)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)與撓度測(cè)點(diǎn)布置

應(yīng)力測(cè)點(diǎn)分別布置于預(yù)應(yīng)力t梁跨中截面和l/4截面,在t梁腹板上布置2個(gè)測(cè)點(diǎn),下緣設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn),共計(jì)6個(gè)測(cè)點(diǎn)。如圖2

圖2應(yīng)力測(cè)點(diǎn)與撓度測(cè)點(diǎn)布置圖

撓度測(cè)點(diǎn)分別布置于預(yù)應(yīng)力t梁跨中截面和l/4截面的下緣,采用電測(cè)百分表進(jìn)行豎向變形觀測(cè)。為消除支座變形的影響,試驗(yàn)時(shí)還在支座處設(shè)置了觀測(cè)點(diǎn),通過(guò)百分表測(cè)試其壓縮變形。

(3)試驗(yàn)荷載與工況

本次檢驗(yàn)對(duì)單片t梁跨中截面采用三點(diǎn)加載試驗(yàn)的方法。試驗(yàn)荷載確定按照現(xiàn)澆混凝土、二期恒載、活載(汽車(chē)+人群)在跨中截面作用彎矩與加載重物在跨中截面產(chǎn)生彎矩等效的原則,本次采用鋼軌及預(yù)制人行道板等加載,試驗(yàn)荷載總重量約為56.62噸(見(jiàn)圖3)。共分6級(jí)加載(見(jiàn)表1)。

圖3三點(diǎn)集中加載示意圖

加載間距為跨中至兩測(cè)個(gè)4米,懸臂部分各為2米。每級(jí)加載完畢后,持續(xù)10分鐘,穩(wěn)定后讀數(shù)。卸載完畢10分鐘后,記錄殘余讀數(shù)。

表1

荷載分級(jí)荷載重量(t)跨中截面產(chǎn)生彎矩(kn?m)跨中截面設(shè)計(jì)彎矩(kn?m)效率系數(shù)

1級(jí)9.73855.915082.50.17

2級(jí)30.162620.000.52

3級(jí)40.863543.460.70

4級(jí)48.314186.650.82

5級(jí)54.234697.740.92

6級(jí)56.624903.910.96

(4)試驗(yàn)儀器:本次試驗(yàn)儀器有靜態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀ucam?1a;接點(diǎn)掃描箱usb?50;電測(cè)式百分表;刻度放大鏡wysx?40x。

(5)試驗(yàn)結(jié)果與分析:跨中截面各級(jí)荷載作用下,所測(cè)得的跨中截面及l(fā)/4截面應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果列于表2、表3中;撓度觀測(cè)結(jié)果列于表4、表5中。[摘要]通過(guò)對(duì)開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程三片后張預(yù)應(yīng)力混凝土t梁施加應(yīng)力前產(chǎn)生裂縫的原因分析、處理方案的確定及處理結(jié)果的驗(yàn)證,提出了預(yù)應(yīng)力混凝土施加應(yīng)力前收縮裂縫的防治措施。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫分析防治

一、前言

開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程為8×40m的后張預(yù)應(yīng)力混凝土t梁構(gòu)造,以下是有關(guān)施工參數(shù):

結(jié)構(gòu)類(lèi)型:8孔跨徑為40m預(yù)應(yīng)力混凝土t型簡(jiǎn)支梁

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度:40mpa

混凝土配合比:水泥:砂:碎石:水:減水劑=1:1.21:2.57:0.39:0.01

水泥用量:476kg/m3

水泥類(lèi)型:三峽牌p.o42.5水泥

砂:開(kāi)縣樂(lè)園產(chǎn)中粗砂

水:東河河水

減水劑:重慶久鑫混凝土外加劑廠生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑。

二、裂縫的基本情況

開(kāi)縣東河大橋淹沒(méi)復(fù)建工程施工期間發(fā)現(xiàn)三片t梁先后出現(xiàn)裂縫。當(dāng)時(shí)正直五月下旬,施工現(xiàn)場(chǎng)的最高氣溫超過(guò)30℃。第一片t梁出現(xiàn)裂縫是在澆注成型拆模后約4天;第二片是在澆注拆模后三天;第三片是在澆注拆模后約20個(gè)小時(shí)就發(fā)現(xiàn)裂縫。三片t梁的裂縫位置都大致在梁體跨中5m范圍內(nèi)。裂縫形式為豎向裂縫,通過(guò)超聲波檢測(cè)裂縫寬度在0.1mm~0.2mm,深度60-90mm。裂縫在梁體兩測(cè)大致對(duì)稱(chēng)分布。如圖1:

圖1裂縫形狀示意圖

三、裂縫產(chǎn)生的原因分析:

裂縫的出現(xiàn)引起了施工、監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位的高度重視,會(huì)同有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行了詳細(xì)的分析,分析結(jié)果定性為混凝土收縮裂縫。

混凝土收縮分為凝縮和干縮?;炷聊虝r(shí),一些與水泥顆粒結(jié)合,使體積減少,稱(chēng)為凝縮。另一些蒸發(fā),使體積減小,稱(chēng)為干縮?;炷恋母稍镞^(guò)程是從表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的,在混凝土內(nèi)呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大,內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,內(nèi)部承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫。

確定裂縫類(lèi)型之后,我項(xiàng)目部技術(shù)人員會(huì)同有關(guān)專(zhuān)家對(duì)施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析,經(jīng)過(guò)多次分析論證從以下幾個(gè)方面找到了裂縫的產(chǎn)生的原因。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素:

經(jīng)過(guò)我方技術(shù)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的分析,原設(shè)計(jì)圖紙中梁體跨中20m范圍內(nèi)的水平構(gòu)造鋼筋配筋率為3‰,配筋率偏小,且分布間距偏大,梁端配筋率為6‰,混凝土收縮時(shí)所配鋼筋不能完全消除混凝土的干縮變形所引起的內(nèi)部應(yīng)力時(shí)首先從薄弱部位開(kāi)始出現(xiàn)裂縫。

2、施工原材料:

經(jīng)過(guò)對(duì)施工所采用的各種原材料進(jìn)行重新檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)存在以下不利因素:

(1)水泥采用三峽牌p.o42.5水泥,經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求。水泥用量為476kg/m3,水泥用量偏大?;炷猎谟不^(guò)程中,水泥水化放熱,水泥用量大,水化熱熱量大,從而使混凝土的溫度收縮應(yīng)力增大。

(2)碎石有石灰?guī)r碎石和河卵石碎石兩種,發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r碎石中的灰粉含量較大?;曳墼诨炷劣不Y(jié)時(shí)吸收水分,引起混凝土凝縮。

(3)攪拌用水為東河河水,砂為開(kāi)縣樂(lè)園產(chǎn)中粗砂;減水劑為重慶久鑫混凝土外加劑廠生產(chǎn)jx-nno型高效減水劑,以上材料經(jīng)檢驗(yàn)均合格。

水泥用量偏大和碎石中灰粉含量超標(biāo)是形成裂縫的原因之一。

3、混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫:

混凝土收縮分為凝縮和干縮?;炷恋母稍镞^(guò)程是從表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的,在混凝土內(nèi)呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大,內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,內(nèi)部承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫。

4、模板及制梁臺(tái)座:

制梁臺(tái)座由c25級(jí)混凝土澆注而成,經(jīng)過(guò)幾次使用之后,局部表面已非常不光滑,模擦系數(shù)增大,摩阻力也相應(yīng)增大,當(dāng)摩阻力超過(guò)混凝土本身承受的拉力時(shí),這個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

5、施工工藝:

(1)混凝土的拌制:攪拌設(shè)備為500型強(qiáng)制式攪拌機(jī),拌和時(shí)間為每盤(pán)料大約3分鐘,拌和時(shí)間適中,坍落度為9-13cm,拌和過(guò)程中有不均勻現(xiàn)象。存在水灰比過(guò)大的問(wèn)題,水灰比過(guò)大,混凝土干縮量增大,易產(chǎn)生干縮裂縫。

(2)混凝土澆注:澆注過(guò)程中采用插入式振搗器為主,附著式震動(dòng)器為輔(主要在梁端10米處使用)。澆注過(guò)程出現(xiàn)過(guò)震現(xiàn)象,致使混凝土表面粗細(xì)骨料離析,靠近模板表面的混凝土細(xì)骨料集中。

(3)混凝土養(yǎng)生:由于當(dāng)時(shí)白天氣溫大多超過(guò)30℃,最高氣溫達(dá)到35℃,梁體側(cè)面不易吸附水分,氣溫過(guò)高加快了梁體水分的蒸發(fā),致使表面產(chǎn)生干縮裂縫。

由以上分析可知:水平構(gòu)造鋼筋、施工原材料、混凝土自身應(yīng)力、模板及制梁臺(tái)座及施工工藝的缺陷都是混凝土收縮裂縫的形成原因。各種不利因素的疊加致使梁體產(chǎn)生收縮裂縫。

四、裂縫的處理:

收縮裂縫一旦產(chǎn)生,就會(huì)增加混凝土的滲透性,并使混凝土暴露于容易損傷環(huán)境的表面增加,使混凝土早期老化,裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大,嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度,從而影響其耐久性,縮短使用壽命,所以必須進(jìn)行處理。

1、畢可法(恒壓灌注法)灌注建筑膠

畢可法灌注建筑膠是由日本建筑學(xué)者提出和推廣應(yīng)用的一項(xiàng)新型混凝土補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)建筑界已經(jīng)接受了這種補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。

(1)施工工藝

混凝土結(jié)構(gòu)若出現(xiàn)0.1~0.2mm的裂縫,就會(huì)對(duì)混凝土的受力結(jié)構(gòu)和內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生一定的損害和破壞,混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范要求大于0.2mm的裂縫都必須進(jìn)行密封處理。由于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫一般都會(huì)呈現(xiàn)v性的形態(tài),一般裂縫深度都較深,甚至貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu),特別是處于頂部和側(cè)面的混凝土裂縫密封處理不易達(dá)到灌注膠液密實(shí)的要求,畢可法灌注是采用多點(diǎn)同時(shí)低壓加壓灌注,加壓時(shí)間一般控制在10-20分鐘,由于采用了低壓多點(diǎn)的灌注方法,避免了膠液從v形裂縫表層串漿,加強(qiáng)了膠液向混凝土深層移動(dòng),并能保證膠液有足夠的浸潤(rùn)時(shí)間。因此,恒壓灌注法是一種灌注效果能夠保證密封處理效果的灌注方法,也是國(guó)外現(xiàn)行的最先進(jìn)的混凝土灌注方法。

(2)材料特性:

密封材料特性:快速、密封性好、有一定的力學(xué)強(qiáng)度。使用a-64快固高強(qiáng)膠粘劑,壓縮強(qiáng)度≥60mpa,剪切強(qiáng)度≥3.5mpa(砼破壞),≥16mpa(鋼?鋼)。

灌注材料特性:粘度小,可灌性強(qiáng),較高的力學(xué)性能,一定的韌性。使用專(zhuān)用a71-1砼裂縫專(zhuān)用灌注膠,粘度200-400mpa.s,25℃時(shí),壓縮強(qiáng)度≥60mpa,剪切強(qiáng)度≥15mpa,與混凝土粘接力≥4mpa(砼破壞),斷裂伸長(zhǎng)率5-10%。

(3)灌注設(shè)備:專(zhuān)用配套恒壓灌注法裝備,包括注膠嘴、堵頭、連接器、膠囊及注射器等。

(4)裂縫灌膠:裂縫灌膠分以下五步進(jìn)行。

第一步表面處理,用角磨機(jī)、鑿子、砂紙沿裂縫方向除去表面油污,浮漿等雜物。

第二步布設(shè)注膠嘴:根據(jù)裂縫情況,用a-64膠布設(shè)注膠嘴,每米約3~4個(gè)。

第三步裂縫密封:用a-64膠沿裂縫方向?qū)α芽p進(jìn)行密封,保證在灌膠時(shí)不漏漿。

第四步恒壓灌注:用恒壓灌注器進(jìn)行灌膠,保證灌膠時(shí)間一般大于10分鐘,使裂縫完全封閉。

第五步后處理:除去注膠嘴,磨平,盡量使裂縫表面與混凝土外觀保持顏色一致。

2、裂縫表面貼碳纖維

第一步表面處理,用角磨機(jī)、鑿子、砂紙沿裂縫方向兩側(cè)各大于50cm范圍內(nèi)除去表面油污,浮漿等雜物,表面清理干凈并有一定粗糙度。

第二步涂刷底層灌注膠,要求涂刷均勻。

第三步粘貼碳纖維,將碳纖維粘貼在處理好的裂縫表面。

第四步美化處理,在碳纖維表面用白水泥或其他材料修面,使之與梁體顏色盡量一致,以保持梁體外表的美觀度。

3、處理結(jié)果驗(yàn)證?單梁荷載試驗(yàn)

處理結(jié)束后5-7天進(jìn)行了張拉,在張拉過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。委托重慶公路工程檢測(cè)中心對(duì)三片t梁其中裂縫最嚴(yán)重的一片進(jìn)行了單梁荷載試驗(yàn)。

大橋設(shè)計(jì)荷載:汽超?20級(jí),掛車(chē)?120,人群:3.5kn/?。

(1)檢驗(yàn)項(xiàng)目:?jiǎn)瘟汉奢d試驗(yàn)包括t梁的強(qiáng)度、剛度和抗裂性三項(xiàng)。

(2)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)與撓度測(cè)點(diǎn)布置

應(yīng)力測(cè)點(diǎn)分別布置于預(yù)應(yīng)力t梁跨中截面和l/4截面,在t梁腹板上布置2個(gè)測(cè)點(diǎn),下緣設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn),共計(jì)6個(gè)測(cè)點(diǎn)。如圖2

圖2應(yīng)力測(cè)點(diǎn)與撓度測(cè)點(diǎn)布置圖

撓度測(cè)點(diǎn)分別布置于預(yù)應(yīng)力t梁跨中截面和l/4截面的下緣,采用電測(cè)百分表進(jìn)行豎向變形觀測(cè)。為消除支座變形的影響,試驗(yàn)時(shí)還在支座處設(shè)置了觀測(cè)點(diǎn),通過(guò)百分表測(cè)試其壓縮變形。

(3)試驗(yàn)荷載與工況

本次檢驗(yàn)對(duì)單片t梁跨中截面采用三點(diǎn)加載試驗(yàn)的方法。試驗(yàn)荷載確定按照現(xiàn)澆混凝土、二期恒載、活載(汽車(chē)+人群)在跨中截面作用彎矩與加載重物在跨中截面產(chǎn)生彎矩等效的原則,本次采用鋼軌及預(yù)制人行道板等加載,試驗(yàn)荷載總重量約為56.62噸(見(jiàn)圖3)。共分6級(jí)加載(見(jiàn)表1)。

圖3三點(diǎn)集中加載示意圖

加載間距為跨中至兩測(cè)個(gè)4米,懸臂部分各為2米。每級(jí)加載完畢后,持續(xù)10分鐘,穩(wěn)定后讀數(shù)。卸載完畢10分鐘后,記錄殘余讀數(shù)。

表1

荷載分級(jí)荷載重量(t)跨中截面產(chǎn)生彎矩(kn?m)跨中截面設(shè)計(jì)彎矩(kn?m)效率系數(shù)

1級(jí)9.73855.915082.50.17

2級(jí)30.162620.000.52

3級(jí)40.863543.460.70

4級(jí)48.314186.650.82

5級(jí)54.234697.740.92

6級(jí)56.624903.910.96

(4)試驗(yàn)儀器:本次試驗(yàn)儀器有靜態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀ucam?1a;接點(diǎn)掃描箱usb?50;電測(cè)式百分表;刻度放大鏡wysx?40x。

(5)試驗(yàn)結(jié)果與分析:跨中截面各級(jí)荷載作用下,所測(cè)得的跨中截面及l(fā)/4截面應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果。