預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜裂縫
此類裂縫也稱主拉應(yīng)力裂縫,也是p.c.梁橋中目前出現(xiàn)最多的一種裂縫。一般發(fā)生在支點和四分點附近,在梁軸線附近呈25?~50?方向開裂,并逐漸地向受壓區(qū)發(fā)展(寬度)和延伸(長度),甚至逐漸地向跨中范圍內(nèi)擴展。
斜裂縫的產(chǎn)生原因復(fù)雜,屬剪切、扭轉(zhuǎn)性質(zhì)產(chǎn)生的主拉應(yīng)力不足而引起。從破壞性質(zhì)而言則屬脆性性質(zhì),因而必須十分重視,應(yīng)采取果斷措施,注意檢測和及時處理。
在設(shè)計中,人們對正截面強度常較注意,而對斜截面強度有時卻重視不夠,由于變高,腹板變厚,底板變厚等原因,一目很難了然,也即一眼很難確切地看出在什么部位會出現(xiàn)斜截面強度不足的問題,計算機有時只會按既定的程序執(zhí)行,不易發(fā)現(xiàn)或者會遺漏某些最不利截面的計算,甚至缺少了一些最不利組合的工況,例如某橋由于劃分單元太粗,未能發(fā)現(xiàn)突變應(yīng)力的出現(xiàn)而開裂。又如某橋出現(xiàn)了45?斜裂縫達148條,其中49條斜裂縫在腹板的內(nèi)外側(cè)均已貫通。
目前設(shè)計中常采用“直束”布置的方案,以利構(gòu)造和施工。因而在邊跨現(xiàn)澆段常不設(shè)彎起束,甚至不布置豎向預(yù)應(yīng)力筋和彎起的普通鋼筋。導(dǎo)致了連續(xù)梁邊跨出現(xiàn)斜裂縫的情況較為普遍。通常情況下,邊跨的梁高較小,如果配置豎向預(yù)應(yīng)力筋,其實際效果也是很差的,主要是短束的錨頭區(qū)損失份額太大,施工中也不易正確控制,故建議只按理論計算值的一半來考慮豎向預(yù)壓應(yīng)力(σy/2)較合理。因而,近年來對連續(xù)梁邊跨必須布置彎起束的觀點已成共識。
關(guān)于豎向束的錨頭空白區(qū)問題也應(yīng)十分注意,其分布角約為26?,空白區(qū)直至會延伸至腹板,導(dǎo)致靠近翼板加腋處的腹板出現(xiàn)主拉應(yīng)力裂縫。
在施工中如出現(xiàn)“跑模”,導(dǎo)致腹板尺寸減小者也時有所見,較設(shè)計厚度少2cm,直至4cm也曾出現(xiàn),致使主拉應(yīng)力增大而出現(xiàn)斜裂縫。在豎向預(yù)應(yīng)力筋的施工過程中,由于數(shù)量多,工作煩鎖,重視不夠而曾出現(xiàn)過各種質(zhì)量問題,例如:漏張、漏灌漿、張拉噸位不足、未能及時灌漿而使預(yù)應(yīng)力筋已經(jīng)嚴重銹蝕等。
在懸臂澆筑時,由于沒有預(yù)壓重,或由于澆筑順序不正確(必須由懸臂端向根部推進),導(dǎo)致了先澆砼的開裂,雖張拉了負彎矩束,但裂縫仍不能完全閉合,由于這類裂縫的存在導(dǎo)致了剪應(yīng)力τ的增大(已非全截面工作狀態(tài)),其主拉應(yīng)力甚至會成倍地增加。從主拉應(yīng)力的的計算公式:
可以看出τ和σy對產(chǎn)生σl主拉應(yīng)力的關(guān)系,因而在施工中必須嚴格操作,精心施工,才能確保斜裂縫不會發(fā)生和發(fā)展。
關(guān)于p.c.連續(xù)梁和剛架斜裂縫加固處理的方案應(yīng)根據(jù)具體情況而采取不同的對策。常用的方法有壓灌或封閉裂縫,粘貼碳纖維片,加厚腹板,增加預(yù)應(yīng)力鋼束等。但均必須做好細致的加固設(shè)計工作,并進行精心施工,做好營運車輛的統(tǒng)一安排工作等。