浅析预应力混凝土轨枕裂缝成因及预防措施

2019-10-12 版权声明 举报文章

浅析预应力混凝土轨枕裂缝成因及预防措施

摘要:本文结合场内预制轨枕实际施工经验,针对新II型预应力混凝土轨枕预制过程中常见的一些裂缝形式,重点从裂缝产生各部位中剖析其成因,并探讨实际施工中具体的预防措施。

关键词: 轨枕;裂缝;成因;预防措施

Abstract: In this paper, the venue precast sleeper actual construction experience, prefabricated process of new type II prestressed concrete sleepers some cracks in the form of focus from the cracks in various parts of the analysis of its causes, and to explore the actual construction of specific prevention measures.Keywords: sleeper; cracks; causes; precautions

中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

目前,我国的铁路及公路建设得到迅猛发展,行业标准越来越高,施工难度相继增大,科技水平不断提高,轨枕生产对混凝土的各种性能要求越来越高,不仅要求混凝土工作性能好、强度指标高、耐久性好等,而且还要求有个好的外观。预应力混凝土轨枕从研究、生产到推广使用已经历时四十余年,在这几十年的使用当中发现混凝土轨枕发生了不少损伤、裂纹,危及行车安全,而混凝土受当地气候环境、设施、技术水平等影响,难免会出现这样或那样的裂缝。为了进一步加强对混凝土轨枕裂缝的认识,预防和控制裂缝的发生,提高混凝土轨枕的使用寿命,本文尽可能对预应力混凝土轨枕裂缝产生的原因和部位作较全面的分析、总结,以方便施工找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。

轨枕裂缝总体分为受力裂缝、非受力裂缝,下面就这两种裂缝常出现部位、成因及预防措施进行简单阐述。

一、受力裂缝

受力裂缝一般出现在轨枕放张存放或承受活载作用下,部分轨枕场由于存枕基础承载力达不到存枕要求,轨枕在码放多层之后且轨枕码放上下方木条不在一条直线上,自重影响产生裂缝亦为受力裂缝,受力裂缝在混凝土徐变及承受活载作用下会不断扩展,其危害性比较大。

1 轨枕预留孔处纵向裂缝

该种裂缝在轨枕中较为常见,多出现于轨枕脱模之后几天,特别是轨枕在北方生产较为突出。

1.1 成因分析

1.1.1 该部位为轨枕截面削弱位置,钢筋布置为螺旋钢筋,而螺旋钢筋制作尺寸控制要求高,大部分轨枕场使用的设备无法到达设计图上的制作要求,造成此处浇筑成型后混凝土较易开裂。

1.1.2该部位轨枕截面小,而轨枕场习惯采用超张拉来保障静载,受力面积减小,圆孔处应力集中,从而产生沿孔中心纵向裂缝。

1.1.3 该部位为轨枕突变部位,混凝土收缩以及脱模养护温度得控制不严容易造成孔洞部位裂纹。

1.2 预防措施

1.2.1 加强螺旋钢筋的制作规范性,且保证螺旋钢筋安装到位,避免由于橡胶销卡住而使螺旋钢筋靠下,造成孔部上表面无筋现象。

1.2.2准确控制张拉力。张拉时必须严格掌握操作规程,对自动张拉设备按时检查标定,保证持荷时间,严格控制张拉作业程序,严禁超张拉。

1.2.3 尽量减少水泥用量,通过优化配合比,减少混凝土的收缩,严格控制轨枕脱模养护制度,严禁高温养护以及高温脱模。

2轨枕端部沿预应力钢丝出现纵向裂纹

该种裂缝多发生在轨枕刚脱模,因为端部靠近轨枕承轨部位,可直接判别为废品。

2.1成因分析

2.1.1 轨枕在浇筑完成养护后,混凝土强度未到设计值进行脱模。

2.1.2 超张拉放张后,由于端部混凝土无法完全传递张拉力,出现纵向裂纹。

2.1.3 端部双箍筋位置控制不严,使端部造成少筋现象,造成端部混凝土沿预应力钢丝纵向裂纹。

2.2预防措施

2.2.1 轨枕浇筑完成后静停后及时蒸汽养护,确保早期强度上升,蒸汽养护需按相关规定执行,确保脱模强度到后放张脱模。

2.2.2 严格控制张拉力,采用自动张拉系统,严禁超张拉。

2.2.3 轨枕端部双箍筋对保护端部混凝土以及对预应力传递起到很重要的作用,对其放置位置以及尺寸应严格控制。

3 轨枕掉肩

该种裂缝多出现于刚脱模之后,自轨枕承轨槽根部产生的挡肩部位与轨枕主体间开裂分离。该种裂缝直接影响轨枕正常使用,判定废品。

3.1 成因分析

3.1.1 轨枕放张时张拉力过大,直接造成轨枕断裂,或者放张回油过快,时轨枕所受预应力还来不及均匀传递,造成靠张拉端与固定端四根轨枕掉肩。

3.1.2 轨枕钢模靠两端部轨枕面混凝土残渣清理不干净,造成轨枕与钢模在放张的过程中产生过大的摩擦力,而造成枕肩部位无法承受而掉肩。

3.1.3 混凝土脱模强度不够,枕肩部位混凝土无法承受放张后传递的预应力。

3.2 预防措施

3.2.1 控制好放张力,保证不大于轨枕的张拉力,使用自动放张设备,调节好回油速度,使预应力均匀缓慢的传递到每根轨枕。

3.2.2 清理钢模时一定要仔细,且用刷子将较浓的脱模油均匀刷在钢模两端部,减少放张脱模时轨枕与钢模的摩擦力。

3.2.3 加强养护控制,保障脱模强度,适当提高脱模强度对控制掉肩有好处。

二、非受力裂缝

非受力裂缝在轨枕中也较为常见,其产生原因复杂,一般由温差、混凝土收缩、原材料控制、施工方法、养护等方面引起,下面就其产生的一些主要部位及成因进行简单分析。

1 轨枕竖向断裂

该种裂缝在轨枕枕中和枕下出现的比较多,且有些裂缝甚至贯穿整轨枕面,在北方天气干燥,出现的频率更大。

成因分析

1.1.1 混凝土塑性收缩。塑性收缩是指混凝土未凝结硬化前,还处于塑性状态时发生的收缩。塑性收缩产生的原因主要是失水,即由于水分从混凝土表面蒸发损失,导致的混凝土体积收缩。

1.1.2 轨枕脱模时悬空高度过高,掉到成品辊道上时产生比较大的冲击力,造成断裂。

1.1.3 轨枕为流水线生产,中间环节出现故障时,将造成一窑轨枕的生产时间过长,底部轨枕静停时间过长造成混凝土失水收缩,不及时蒸汽养护造成轨枕枕中枕下出现断裂。

1.2 预防措施

1.2.1为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,混凝土振捣要密实。

1.2.2 轨枕脱模时空中好悬空高度,保证轨枕轻落于成品辊道上。

1.2.3 生产轨枕如果出现生产线故障,静停2小时后应及时通气养护。

2 轨枕底部裂纹

该种裂缝多为纵向裂缝,一般处于轨枕底部,且裂缝明显,在脱模过程中,钢模翻转过来时即可看到。

2.1 成因分析

2.1.1轨枕在生产过程中原材料控制不严格,骨料中混有大规格的石头未及时清理,在轨枕加压振动中,大规格石头卡在预应力钢丝中间,且上部直接抵到加压振动时的加压印花板上,振动过程中石头与预应力钢丝存在着较大的作用力,在轨枕入窑后此力逐渐消失,预应力钢丝上弹,由于混凝土强度还未硬化,还不能抵抗此作用力,造成混凝土底部开裂。

2.1.2轨枕入窑养护后出现底部预应力钢丝滑丝,预应力钢丝上弹,直接造成滑丝一侧几根轨枕全底裂。

2.2 预防措施

2.2.1严格控制原材料质量,且在灌注振捣时注意是否有大规格的石头压在表面。

2.2.2生产过程中控制好钢丝下料长度,预应力钢丝下料长度误差控制在2mm 以内,并控制钢丝墩头直径以及厚度,尽量避免滑丝。

3 轨枕端部横向裂纹

该种裂缝多发生在轨枕端部底层预应力钢丝处,贯穿底层预应力钢丝的横向裂纹

3.1 成因分析

3.1.1轨枕在生产过程中混凝土断面高度不够,造成底部预应力钢丝保护层不够。

3.1.2轨枕在切断预应力钢丝时,摩擦锯转动反向开锯。

3.2 预防措施

3.2.1严格生产工艺,平灰高度以钢模内胆高度为准,以保证轨枕断面高度,使底部预应力钢丝保护层厚度达到要求。

3.2.2摩擦锯应从轨枕底部往上开锯,加强操作工人培训,严禁蛮锯。

4表面龟裂

表面龟裂是轨枕常见且较难避免的一种裂缝,裂缝较细,无规律可循,分布于轨枕各部位。

4.1 成因分析

4.1.1 混凝土早期养护不好,轨枕外露面积较大部位受风吹日晒,混凝土干缩出现裂缝。

4.1.2 砂石料级配不好,空隙大,混凝土易收缩产生裂缝。

4.1.3 混凝土表面受昼夜温差较大影响或未等轨枕表面温度降下来就洒水,温差较大产生温度裂缝。

4.2预防措施

4.2.1 轨枕灌注静停完成后要及时入窑养护,轨枕脱模后当环境气温大于10℃时应进行洒水保湿养护3天以上。

4.2.2选择良好的骨料级配。

4.2.3轨枕温度下降至常温进行洒水。合理掌握好轨枕养护时机,特别是夏季要注意轨枕保湿。

三、结束语

尽管轨枕裂缝成因复杂,但只要在相应部位认真总结分析,我们就能避免同样的裂缝出现在下批轨枕当中,严格控制各工序质量,我们就一定能制出合格的轨枕。

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