1、主拉应力斜裂缝,以及垂直裂缝的原因
(1)设计上缺乏主动控制梁桥恒载下挠值的意识。正确地重视强度和应力验算,但不重视施工阶段挠度的控制,以为通过施工控制,即调整模板高程及设预拱度即可解决。恒载挠度可达相当大值。徐变下挠也大。设预拱度是被动的,不能减小徐变下挠总量。
(2)对混凝土徐变的严重性和长期性认识不足,自重内力占很大比例,必须轻型化。理论厚度小,徐系数大。一些梁桥,往往5年以后,下挠仍在继续。
(3)部分活载也会产生徐变挠度。部分活载实际成了“恒载”。
(4)片面强度缩短施工周期,注意混凝土强度,不重视加载龄期。过早加载会产生以下后果。
①混凝土弹性模量增长滞后于强度的增长,强度达到时弹性模量仅为设计70%或更少。预应力弯矩不能完全抵消自重弯矩时,加大弹性下挠。
②早期加载,徐变系数增大,3d加载比7d加载大15%-20%。预应力徐变损失大,徐变挠度大。
(5)有效预应力不足。
①预应力徐变损失大。
②管道损失,k,u,大。
及浆体离析,底板束跨中上部有水,钢束锈蚀。
(6)梁体开裂,刚度降低,挠度加大。
2、预防对策
2.1 梁有足够的正截面和斜截面强度
(1)按施工步骤计算内力,防止弯矩计算偏小。
(2)充分考虑徐变对内力的不利影响。
2.2 设计中控制梁的恒载挠度
(1)正常使用极限状态中L/600是对活载而言。
(2)要控制恒载挠度,作为设计依据。
(3)弹性下挠绝不超过L/3000,徐变下挠绝不超过L/1400,钢束用量有所增大,不留后患。
(4)用预应力束未抵消梁的自重弯矩,所谓“零弯矩”,截面应力均匀,即使有徐变,也是轴向变形。
(5)适当增加底板束,并预留体外备用束。
(6)合拢主跨前,在悬臂施加水平力,向边跨对顶。
2.3 严格施工质量控制
(1)严格控制线形,控制预应力张拉。
(2)混凝土加载龄期,
,不宜少于7d。其他5d,真空压浆,满足泌水性要求,及早进行工地预应力损失试验。
3、梁体开裂
斜裂缝、纵向裂缝、垂直裂缝、底板混凝土劈裂、横板裂缝、齿板裂缝等。
3.1 主拉应力斜裂缝(腹板上最多)
首先发生在剪应力最大的支座附近,与梁轴呈
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,向受压区发展,向跨中方向发展。箱内斜裂缝比箱外严重。斜裂缝宽度<0.2 mm,且长、宽、数量已稳定,可视为无害裂缝。
(1)按三维平面分析,计算主拉应力偏小,(重要原因之一)不考虑横向影响,主拉应力偏小。由于底板自重及上翼缘悬臂,腹板内侧横向拉应力(内侧裂缝严重原因)活载、温度梯度,张拉底板束的径向分力均使腹板产生竖向拉应力。箱形截面扭转、翘曲、畸变使腹板剪应力加大。
(2)取消弯起束
①用纵向束和竖向预应力克服主拉应力。竖向预应力筋长度短,损失大,预应力得不到保证。
②梁端取消弯起来,引起梁端出现斜裂缝,认识梁必须有弯起束。
③主墩两侧出现斜裂缝,已认识不妥,重新设置弯起束。
(3)根部区段腹板偏薄,配置普通钢筋偏少。
(4)对竖向预言力重视不够,操作不规范,预应力不足。
(5)盲目抢时间,工作面上开裂,新桥压浆,剪应力增大5-8倍,主拉应力成倍增加。
预防对预防对策:
(1)保证有足够的斜截面强度。
(2)计算主拉应力,必须考虑横向影响。
(3)必须配弯起束,同时设竖向预应力束,后者。必须两次张拉。
(4)适当增加腹板,尤其根部腹板厚度及普通钢筋含量,加密箍筋。
3.2 垂直裂缝(较少出现)
全全预应力设计,不允许出现垂直裂缝原因:
(1)有效预应力不足。
(2)梁自重偏大。
预防对策:
(1)考虑施工允许误差的自重增量,控制施工线形。
(2)足够的正截面强度。
(3)适当增加底板束。
3.3 纵向裂缝(较少出现)
(1)超载
(2)设过大的纵向预应力,纵向压缩,横向有拉应变,沿管道开裂,锈蚀危险大。
(3)板底中部开裂,双壁墩建成后过长时间才修,收缩裂缝。
(4)箱梁自重(底板、上缘悬臂)及其他因素,腹板内侧拉应力而开裂。
(5)横向都用固定支座。
(6)底板预应力产生径向力而产生开裂。
(7)顶板钢筋多,预应力筋偏位较大,使下缘开裂。
(8)水化热,在底板较厚的梁根部,底板出现纵向缝(超过当时混凝土允许拉应力)。
(9)温度梯度小,引起拉应力。