预应力T梁施加应力前产生裂缝分析与处理论文

预应力T梁施加应力前产生裂缝分析与处理论文（共4篇）

篇1：预应力T梁施加应力前产生裂缝分析与处理论文

摘要:预应力混凝土施加应力前产生裂缝的原因分析与防治。

关键词:混凝土；裂缝；原材料；质量控制；施工工艺

一、前言

近几年来随着国民经济的迅速发展，交通建设突飞猛进，特别是高等级公路的建设，达到了前所未有的程度，各种公路、桥梁的数量和质量随之增加和提高。在桥梁建设中特别是预应力T梁得到了广泛的使用。本文作者依据自己在公路桥梁建设中施工及监理经验对预应力混凝土施加应力前产生裂缝的质量控制要点进行简单的阐述。

二、施加应力前裂缝产生的原因

（一）结构设计因素

设计图T梁构造钢筋配筋率偏小，且分布间距偏大。

（二）施工原材料

1、水泥用量偏大，混凝土在硬化过程中水化热热量大，从而使混凝土的温度收缩应力增大；

2、砂和碎石灰粉含量较大，灰粉在混凝土硬化凝结时吸收水分，引起混凝土凝缩。

（三）模板及制梁台座

台座混凝土强度等级低，使用几次后局部表面不光滑，从而摩阻力增大当摩阻力超过混凝土本身承受的拉力时,这个应力集中点就会产生裂缝。

（四）施工工艺

1、混凝土在拌和过程中有不均匀现象，存在水灰比过大的问题，水灰比过大是混凝土干缩量增大，易产生干缩裂缝。

2、砼浇注过程中出现过振现象,致使混凝土表面粗细骨料离析,靠近模板表面的混凝土为细骨料。

3、混凝土养生不到位，由于梁体侧面不易吸附水分，气温过高加快了梁体水分的蒸发，致使表面产生干缩裂缝。

三、裂缝的处理

收缩裂缝一旦产生，就会增加混凝土的渗透性，并使混凝土暴露于容易损伤环境的表面增加，使混凝土早期老化，裂缝的产生使混凝土渗水性增大，严重降低混凝土强度，从而影响其耐久性，缩短使用寿命，所以必须进行处理。

（一）恒压灌注法

采用多点同时低压加压灌注，加压时间一般控制在10-20分钟，由于采用了低压多点的灌注方法，避免了胶液从v形裂缝表层串浆，加强了胶液向混凝土深层移动，并能保证胶液有足够的浸润时间。因此，恒压灌注法是一种灌注效果能够保证密封处理效果的灌注方法，也是国外现行的最先进的混凝土灌注方法。

（二）裂缝表面贴碳纤维

第一步表面处理，用角磨机、凿子、砂纸沿裂缝方向两侧各大于50cm范围内除去表面油污，浮浆等杂物，表面清理干净并有一定粗糙度。

第二步涂刷底层灌注胶，要求涂刷均匀。

第三步粘贴碳纤维，将碳纤维粘贴在处理好的裂缝表面。

第四步美化处理，在碳纤维表面用白水泥或其他材料修面，使之与梁体颜色尽量一致，以保持梁体外表的美观度。

处理结果验证：处理结束后6～8天进行张拉，在张拉过程中未出现异常现象。产生裂缝的T梁应进行做静载试验，在整个静荷载试验过程中，未发现受检T梁出现新的受力裂缝，原有裂缝经灌胶处理并粘贴了炭纤维后，试验过程中也未发现再开裂现象，最后从试验数据结果看出是否正常。

四、裂缝的预防

（一）结构设计

必须满足规范要求的最小配筋率，且构造钢筋尽量采用小截面小间距分布的形式，以避免混凝土局部收缩所引起的应力集中。

（二）原材料

在满足设计强度和施工进度的情况下尽量减少水泥用量、采用低水化热水泥，对砂、碎石、施工用水的含泥量、碎石中的灰粉量都应严格控制在规范要求以内。

（三）混凝土施工过程控制

1、每盘混凝土的拌和时间应控制在2～3分钟左右，搅拌时间不宜过长也不能过短，过短搅拌不均匀，过长会破坏材料结构；混凝土浇注过程中多做几次坍落度实验，严格控制施工水灰比。

2、混凝土浇注：浇注过程中采用插入式振捣器为主，高频附着式振动器为辅，附着式振动器应采用间歇式振动，每次开启的时间大约为20秒左右，以避免浇注过程出现过振现象，以使混凝土产生离析。插入式振捣器的振捣间距应不大于插入式振捣器的振捣半径1.5倍，以避免浇注过程出现漏振现象。

3、混凝土养生：当施工气温大超过30℃，梁体水分的蒸发非常快，且梁体侧面不易吸附水分，如果梁体表面的水分被蒸发，梁体表面的混凝土要进行水泥的水化和硬化反应，就会吸取梁体内部的水分，从而加快混凝土的干缩。要使梁体有足够的水分进行水泥的水化和硬化反应，就必须即时对预应力构件进行洒水养生。夏季施工时，若混凝土在浇注完毕，拆模以前气温超过30℃时，在浇注完毕12小时后可在模板外层进行洒水降温。以避免由于内部温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大而产生收缩裂缝。养生时间要保持到施加预应力之后。

（四）模板设计及台座制作

侧模在满足几何尺寸的前提下，尽量减少直角连接，减少应力集中点，模板表面打磨光滑，减小摩阻力。梁台座表面尽量光滑，摩阻力小。制梁台座表面可铺设表面光滑的材料，如水磨石、钢板、胶合板等。

五、结束语

预应力T梁由于混泥土标号高、水泥用量大、模板接缝多，加之骨架钢筋密集等因素，浇筑后容易产生裂缝、麻面蜂窝、跑浆、烂边等现象，严重影响梁体外观质量，甚至影响梁体的使用寿命。然而，只要我们加强对原材料的质量控制，并在施工过程中对各项施工工艺进行认真监控，仔细检查。这些缺陷是可以减少甚至避免的。由于作者本人经验水平有限，在此提出了一些肤浅的见解，还望各位同行多多指正。

参考文献

[1]交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000，北京：人民交通出版社，2000

[2]交通部《公路工程集料试验规程》JTGE42—2005，北京：人民交通出版社，2005.3

篇2：预应力T梁施加应力前产生裂缝分析与处理论文

裂缝对混凝土外观质量来说是一种缺陷, 有些裂缝影响外观质量, 有些裂缝则直接影响构件的安全使用。混凝土出现裂缝是一个很普遍的现象, 一般将其分为两类, 一类是在外荷载作用下产生的裂缝, 即结构性裂缝。另一类裂缝是由变形引起的, 也称非结构性裂缝, 产生这类裂缝的原因是由于混凝土变形得不到满足, 在构件内部产生自应力, 当该自应力超过混凝土允许拉应力时, 导致混凝土开裂。预应力混凝土T梁产生非结构性裂缝的原因很多, 如温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、原材料不合格、模板变形、基座不均匀沉降、施工操作过程不规范等等。下面重点就温度对混凝土产生的裂缝进行分析。

2 温度对预应力混凝土T梁产生裂缝的原因

工程施工中, 由于水泥用量多、水泥所释放出的水化热会产生较大的温度变化, 同时又养护不到位, 由此形成的温度收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。

2.1 温度应力的形成过程

初期:从浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束一般约30d。这个阶段有两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 二是混凝土弹性模量急剧变化, 由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。

中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止。这个时期温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力与早期形成的残余应力相融合。在此期间混凝土上的弹性模量变化不大。

晚期:混凝土完全冷却以后温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相叠加。

2.2 温度产生裂缝的机理

混凝土浇筑完成后, 硬化期间内部温度不断上升, 由于混凝土表面和内部的散热条件不同, 温度内高外低, 形成了温度梯度, 在表面T梁边缘产生拉应力, 内部产生压应力;后期在降温过程中, 由于受到基座约束, 又会在混凝土内部出现拉应力, 当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。

由温度所引起的湿度问题也很重要, 许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化时, 如养护不到位、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束也往往导致裂缝的产生。因此在高温条件下施工时, 要特别注重混凝土的养护, 防止由于混凝土外表面失水产生过多的裂缝。在低温条件下施工时也要十分注重养护, 避免由于冻融现象对混凝土造成的危害。早期拆除模板, 表面温度下降很快, 自然就引起温度梯度, 从而在表面附加拉应力, 并与水化热应力相叠加, 再加上混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时, 产生干缩, 表面拉应力达到很大的数值, 也非常容易产生裂缝。

3 温度产生裂缝的实例分析

在早晚温度变化比较大的地区施工时, 应特别注意温度对于预应力混凝土T梁的影响, 很可能在腹板处产生横向裂缝。在预制预应力混凝土T梁拆模后, 腹板上陆续出现横向裂缝并发展。一般T梁裂缝分布情况有2种: (1) 为竖向裂缝仅分布在腹板上, 并未延伸到马蹄或者翼板; (2) 为竖向裂缝为环向贯通裂缝, 延伸到马蹄或者翼板。在先后通过对施工现场的混凝土质量、所用的施工工艺、同样的预制场地和温度的分析后, 排除了前三种情况造成裂缝的可能, 最终确定是由于温差过大导致裂缝的产生。

下面首先从预制预应力混凝土T梁产生的未贯通裂缝来看, 裂缝分布在端横隔板和中横隔板之间, 呈竖向平行, 裂缝最高的在腹板与翼缘板交接处, 最低的在腹板与马蹄交接处, 而翼缘板和马蹄部分均未发生开裂。原因是混凝土浇筑完成后, 夜间温度下降很快, 温度的下降造成混凝土表面收缩。对翼缘板部分而言, 由于其表面宽与外界接触面积大, 同时翼缘板的厚度相对来说比较小, 加上其位于结构最上方, 表面与外界接触, 湿度大, 当温度下降时, 翼缘板变形收缩小, 且为整体收缩, 所以未产生裂缝;对马蹄部分, 其位于结构的最下端, 底面与预制台座接触, 底面受到预制台座的弹性约束, 其横向宽度较腹板大, 温度下降时, 混凝土的收缩时受到底座的约束, 马蹄受到温度的影响比腹板的要小, 产生的拉应力不足以产生裂缝。温度下降时, 腹板部分介于翼缘板与马蹄之间, 由于其湿度和温度未得到很好的保障, , 加上刚度较马蹄小, 表面混凝土收缩时又受到马蹄部分及其内部混凝土的约束, 表面混凝土产生的拉应力过大, 因此将会产生裂缝。

4 预应力混凝土T梁产生纵向裂缝的影响

产生纵向裂缝的原因:

预应力混凝土T梁产生沿预应力束的纵向裂缝是一个比较普遍的问题, 所产生的原因也多种多样, 大概有以下几种原因:

1) 施工偏差

在施工中预应力钢筋混凝土构件在规范规定的范围内可以有一定的偏差, 但对于预应力混凝土T梁, 因T梁下马蹄尺寸较小, 马蹄部分配筋复杂, 致使混凝土浇注时不容易振捣密实, 从而成为薄弱环节, 预应力T梁的容易产生纵向裂缝。并且在张拉预应力时, 由于两端张拉难免会产生偏心的作用, 同样也可能产生纵向裂缝。

2) 设计偏差

设计中通常很关注混凝土梁体所需要的纵向预压应力是否足够但在张拉后预应力钢束对因梁体上拱变形引起的反向作用力和纵向预压应力下混凝土因泊松效应在横向产生的拉应变的不利作用未进行专门考虑;另外, 在设计时为了节约成本, 减少材料用量和减轻结构自重, 预应力T梁的下马蹄部分尺寸常常设计得较小, 实际施工中的预应力管道的保护层厚度局部区段可能明显偏小, 这也会导致保护层厚度不足从而引起T梁的纵向裂缝。当保护层厚度较薄时, 一旦产生裂缝对预埋波纹管周边的混凝土会产生部分弯矩作用, 对结构受力十分不利。

5 防止混凝土产生裂缝的措施

(1) 在温差较大的预制场预制T梁时要注意温度或风力影响, 做好保温养护工作。特别是浇筑完混凝土的最初几天更为重要。混凝土的养生应该同季节和天气结合起来, 注意周围温度、湿度的变化, 养护时保持湿度越高, 气温越低, 养护时间越长, 则混凝土收缩越小。

(2) 加密腹板和马蹄内的竖向及横向钢筋, 起到温度分布钢筋的作用。构造钢筋对于防止结构开裂及耐久性具有很重要的作用。

(3) 采用合理的施工工艺, 浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 同时在施工时, 应尽量选择温度适宜的时间浇注, 热天浇注混凝土时应降低水温拌制, 或者利用早、晚进行施工, 选用水化热小和收缩小的水灰比, 合理使用减水剂, 加强振捣以减少水化热。

(4) 规定合理的拆模时间, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。夏季一般选在早晨或傍晚, 尽量避开中午高温时间;做好养护工作, 确保养生温度湿度。

6 总结

预应力混凝土T梁裂缝对于构件的正常使用会产生很多安全隐患, 当裂缝开展以后空气中的水、氧气同钢筋发生化学反应产生铁锈, 使钢筋体积急剧增大, 使混凝土体积膨胀, 裂缝宽度继续增加, 钢筋在空气中进一步被氧化, 如此恶性循环。这对结构来说是非常大的安全隐患。在结构产生裂缝后, 可以用注射器将环氧树脂溶液粘结剂注入裂缝内;注射时宜在干燥、有阳光的时候进行;裂缝部位应干燥, 从裂缝的下端开始, 针头应插入缝内, 缓慢注入;使缝内空气向上逸出, 粘结剂在缝内向上填充。

篇3：预应力T梁施加应力前产生裂缝分析与处理论文

关键词：预制预应力混凝土T梁,裂缝,分析,预防

0 引言

近些年来, 随着交通建设的大力发展, 在高速公路里程快速增长和危桥改造民生工程的推动下, 预应力T梁由于施工简便, 承载力高, 养护方便, 使用寿命长等优点, 在桥梁建设中得到大力发展。在实际的使用过程中, 预应力T梁存在着各种施工质量通病, 其中最为常见的缺陷就是混凝土小箱梁裂缝, 如何采取行之有效的措施避免这些裂缝的产生、对裂缝采取相应的处理措施一直是广大施工人员和桥梁设计人员研究的重点课题之一。一般情况下, 预应力T梁的裂缝主要分布在顶板、翼板及侧板等部位中, 下面就根据预应力T梁的裂缝的实际情况探讨相应的预防方式。

1 预应力T梁裂缝产生的原因

1.1 材料因素的影响

预应力T梁大多使用的是高强度的混凝土, 该种混凝土中水泥用量约为450kg/m3到550kg/m3, 高强度混凝土的水泥用量要远超普通的混凝土, 一般其水灰比介于0.34到0.38之间, 在混凝土的施工过程中, 水泥水化出现体积收缩情况要大于普通的混凝土, 就导致裂缝的出现。裂缝产生的主要因素就是由于内部与外部水分蒸发情况不一致所导致, 在外部情况的影响下, 混凝土表面水分会在短时间内出现损失, 但是内部湿度的变化却相对较小, 这就会导致混凝土出现内部约束的情况, 产生一定的拉应力, 继而出现裂缝, 一般情况下, 相对湿度参数越小, 越容易出现裂缝。此外, 如果混凝土中砂泥块含量超标, 混凝土与沙泥块收缩系数不同, 也会导致裂缝的出现。

1.2 变形因素的影响

1.2.1 温度因素

如果施工时间为夏季气温较高的环境, 那么这就会导致水泥水化热放出的热量升高, 在热量的积存和传递下, 混凝土内部在浇筑后3到5d后就会达到最高温度, 由于预应力T梁中部与两端、内部与外部散热情况不同, 因此, 预应力T梁常常会出现两端温度低、中部温度高的情况, 就出现一种温度的梯度, 这就导致温度应力与温度变形情况的发生, 温度越高, 相应的应力也越高, 当温度应力超过内外约束应力时, 就会出现裂缝。

1.2.2 湿度因素

预应力T梁在外部因素的影响下, 表面水分会在短时间内出现损失, 外部湿度的变形较大, 内部湿度的变形较小, 受到混凝土内部的约束, 预应力T梁表面干缩变形就会出现一定的拉应力, 继而产生裂缝。相对湿度越低, 那么就越容易出现裂缝。

1.3 施工方法的影响

1.3.1 混凝土拌制的影响

在混凝土的拌制方面, 一般使用强制性的搅拌机, 拌合时间约为1.5min, 如果拌合时间过短, 就会对混凝土的均匀性产生影响, 导致水灰比过大, 在这种情况下, 混凝土干缩量就会增加, 继而出现裂缝。

1.3.2 混凝土浇筑的影响

对于混凝土的浇筑, 一般使用插入式振动器, 如果操作不当, 出现过振或者振捣不密实的情况, 这就会对混凝土强度产生不利影响, 降低其抗拉强度, 导致裂缝的出现。

1.3.3 现场拆模时间的影响

在预应力T梁的施工过程中, 如果未掌握好拆模时间, 拆模时间过早, 就会出现顶板开裂的情况, 这就会影响混凝土的整体强度, 降低其抗拉强度。

1.4 养护因素的影响

在预应力T梁施工完成后, 必须要做好后续的养护工作, 如果没有进行洒水养护, 或者洒水次数不足, 就不能保证混凝土处于湿润状态, 也难以达到降低温度的实际需求, 导致混凝土裂缝情况的出现。

1.5 其它因素的影响

在施工过程中, 由于前期T梁预制台座基础处理不当或是在梁板安装方法有误, 吊装方式不妥, 也有可能造成裂缝的产生。

2 预应力T梁施工的防裂措施

2.1 加强施工管理

2.1.1 在具体的施工过程中, 应该使用细度模数为2.6到2.9的中粗砂, 这样不仅能够减少水泥用量, 也能够减少用水量, 从而实现混凝土温升、收缩并降低水泥水化热的目的, 此外, 还要选择科学的砂率, 并在混凝土的搅拌地区派设好试验员, 试验员要负责配合比的控制, 保证混凝土强度与坍落度保持一致。此外, 有关的调查研究显示, 在混凝土中掺加一定的木质素减水剂, 可以在一定程度上改善混凝土泵送性能, 并减少水泥和拌合水的用量, 继而降低水化热、延缓水化热的释放速度, 减少混凝土施工过程中冷缝出现的可能性。

2.1.2 在预制梁场的附近必须要设置好搅拌站, 这样就能够很好的缩短混凝土的运输距离, 在实施浇筑工作前, 必须由专人进行负责, 同时, 还要安排专业技术人员在浇筑完成的12h内做好相应的洒水养护工作, 保证混凝土表面的湿润程度, 在风力大于4级或者温度高于35℃时必须要在表面覆盖薄膜, 并喷洒专用的养护液, 在养护过程中, 要特别注意T梁侧面的养护, 防止水分的继续蒸发。如果在昼夜温差较大的天气下进行施工, 应该尽量的避开高温时段, 在日间做好遮盖养护工作, 对于使用的石料和砂要做好洒水、遮阳等措施, 可降低拌合温度。此外, 为了保证温度可以处在受控状态, 要做好测温记录工作, 如果混凝土表面温度与户外温度温差超过20℃, 必须采取紧急处理措施。

2.2 加强材料管理工作

为了防止裂缝的出现, 必须使用水化热相对较低的硅酸盐水泥, 粗骨料的级配、粒径、强度必须要满足相关的规范需求, 砂则选择坚硬的中粗砂, 并严格的控制好材料的含泥量。同时, 施工过程中尽量不能使用碱集料反应性骨料, 在施工完成后, 要做好表面的抹光工作。

2.3 做好混凝土的振捣工作

为了保证混凝土的振捣质量, 在使用插入式振捣器进行振捣时, 要控制要移动间距, 间距不宜超过振捣器半径的1.5倍, 在振捣过程中, 应该控制好气泡的出现, 待表面出现泛浆时, 可以边进行振动边提出振动棒, 防止过振情况的出现。在具体的振捣过程中, 不能触碰到预埋件和钢筋, 同时要保证波纹管不会出现移位和碰动的情况。

2.4 加强养护管理

在施工的现场必须要加强度预应力T梁的施工管理, 对于灌注完成的梁段, 要马上做好覆盖以及洒水养护工作, 对于外侧模板要做好喷水降温工作, 待模板拆除完成后, 要使用湿润麻袋进行养护, 梁体侧和麻袋表面要常常洒水, 保持一个湿润的状态, 对于箱体的内侧, 也要设置好自动喷淋设施, 养护时间要保持在7d以上。

3 结语

预应力T梁常常由于材料选择、施工管理模式、养护不当而出现裂缝, 这就对公路的安全使用产生了较大的负面影响, 为此, 必须要采取各种措施, 选择好适宜的材料, 对施工过程和养护工作加强管理, 提高施工的经济效益以及社会效益。

参考文献

[1]袁逸.预制预应力混凝土小箱梁裂缝的分析与预防[J].山西建筑, 2006, 02 (10) .

[2]吴玉玲, 李志忠.预应力混凝土小箱梁预制滑模施工[J].公路交通技术, 2008, 10 (25) .

[3]任全, 刘治君.预应力混凝土空心板裂缝分析与防治[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2006 (11) .

篇4：超声波检测预应力混凝土T梁裂缝

随着我国经济的发展,在目前的土木建设工程中,以混凝土结构占主导地位。混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝,而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。传统的混凝土裂缝深度检测方法采用跨缝钻取芯样或钻孔压水进行裂缝深度观测,这些传统方法既操作不便又对混凝土结构造成局部破坏,而且检测的裂缝深度局限性很大。采用超声波脉冲法检测混凝土裂缝深度,既方便省事,又不受裂缝深度限制,而且可以进行重复检测,以便观察裂缝发展情况。

2 超声波单面平测法检测原理和方法

2.1 超声波单面平测法检测基本原理

将电—声换能器接触在混凝土表面,由发射换能器发射的超声波被接收换能器接收,超声波在混凝土中遇到裂缝时将产生绕射、反射和衰减。根据声时、波幅等参数变化,通过回归分析,由此判别和计算裂缝深度大小。

2.2 超声波单面平测检测方法

当结构的裂缝部位有一个可测表面估计裂缝深度又不大于500 mm时,可采用单面平测法。平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距按跨缝和不跨缝布置测点,布置测点时应用钢筋混凝土雷达定位仪确定裂缝检测区域的钢筋位置,避开钢筋的影响进行检测,其检测步骤如下:

1)将T,R换能器置于裂缝附近同一侧,分别测量两个换能器内边缘间距li′=100 mm,150 mm,200 mm,250 mm……的声时值ti。由于超声波的实际传输距离要大于两个换能器内边缘间距,并且很难直接确定,为了求取的超声波传播声速值误差最小,应采用最小二乘方法来做线性回归,以便确定较为精确的超声波实际传输li距离以及不跨缝时混凝土中的超声波传播声速值,见图1。线性回归方程如下:

其中,v为回归系数,即为不跨缝时混凝土中的声速值,km/s;a为回归常数。

2)将T,R换能器置于以裂缝为轴线的对称两侧(见图2)。两换能器中心连线垂直于裂缝走向,以li′=100 mm,150 mm,200 mm,250 mm,300 mm分别读取声时值t${}_i^o$,同时观察首波相位的变化。

3)各测点裂缝深度计算值按式(2)计算。

$h{}_{ci}=l{}_i/2g\sqrt{(t{}_i^{o}gv/l{}_i){}^2-1}$ (2)

测试部位裂缝深度的平均值按式(3)计算。

其中,hci为裂缝深度;l为超声测距;ti为不跨缝测量的混凝土声时;t${}_i^o$为跨缝测量的混凝土声时;v为不跨缝测量的混凝土声速。

2.3 裂缝深度的确定方法

1)三点平均值法:

在跨缝测试发现首波反相时,用该测距与其两个相邻测距的声时测量值分别计算hci,取三点hci的平均值作为该裂缝的深度hc。

2)平均值加剔除法:

当跨缝测量难以发现首波反相时,可先求出各测距计算深度(hci)的平均值(mhc)。再将各测距li′与mhc相比较,若测距li′<mhc和li′>3mhc,则剔除hci,取余下hci的平均值作为该裂缝深度hc。

3 工程概况

某黄河大桥,主桥为先简支后连续箱梁,全桥共计38片梁。该桥2片跨度50 m的预应力混凝土T梁在预制过程中出现腹板开裂现象,裂缝方向均为垂直于梁体轴线的竖向裂缝,从两片梁上分别选取5条主要裂缝对此采用超声波单面平测法检测裂缝深度。裂缝分布见图3,图4。

4测试结果及分析

使用非金属超声波检测仪采用单面平测法检测裂缝深度,测试结果见表1。

从表1中可以得到:T梁腹板裂缝宽度范围在0.11 mm～0.26 mm,裂缝长度范围为99 cm～195 cm,裂缝较深。梁体腹板竖向裂缝具有相似的特征,呈中间宽、两端窄的枣核形,属于典型混凝土早期收缩裂缝。此外,梁体浇筑后保温、保湿措施不周,混凝土水化热与环境温差共同作用,加之腹板构造钢筋配置不足,混凝土龄期较短,抗拉强度较低,混凝土温度应力过大,造成腹板严重开裂。

5结语

1)采用超声波单面平测法,检测出梁体腹板裂缝最大深度为82.6 mm,这对桥梁的安全性、使用性、耐久性造成了严重的影响,为评价裂缝对工程安全的影响提供了基本依据,以便相关单位采取有效措施,确保梁体质量。

2)此次测试中,裂缝走向均为与腹板纵向钢筋垂直的竖向裂缝,除保证T,R换能器的连线离开钢筋一定距离外,还要使T,R换能器的连线与穿缝钢筋轴线保持一定夹角。否则,极易造成超声信号“短路”。

参考文献

[1]CECS 21∶2000,超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].

[2]吴新璇.混凝土无损检测技术手册[M].北京:人民交通出版社,2003.

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[4]李俊如,高建光,王耀辉.超声波检测混凝土裂缝及裂缝成因分析[J].岩土力学,2001(3):291-293.

[5]徐晓东.超声波无损检测技术在桥梁健康状况评定中的应用研究[D].吉林:吉林大学,2008:25-29.