环形混凝土电杆常见质量缺陷的危害(修正于2018.12.18)

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钢筋混凝土环形混凝土电杆 |
分类: 混凝土结构工程 |
环形混凝土电杆常见质量缺陷的危害是影响构件的耐久度、结构性能、使用功能。
1外观质量和尺寸偏差
1.1A类项目:
1.1.1表面裂缝:电杆外表面有伸入混凝土内部的缝隙(不包括水纹、龟纹、内壁浮浆层中收缩裂纹)。危害:表面裂缝会从构件表面向内部扩展,使钢筋暴露出来。钢筋受到空气中水分和有害气体的作用而产生锈蚀,从而影响构件的耐久度。如果裂缝出现在主要受力部位或延伸至内部钢筋,还会影响结构性能。(注:锥形杆的主要受力部位为B测点和荷载点,等径杆的主要受力部位为A测点、B测点、C测点和荷载点)
图1:根端底部裂缝,裂缝深度已延伸纵向受力钢丝,导致预应力损失,影响结构性能。
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图2:根端附近外表面环向裂缝,非主要受力部位出现裂缝,仅影响耐久度。
http://s8/mw690/001wAag1zy73ULvaSGj57&690
图3:梢端外表面纵向裂缝,非主要受力部位出现裂缝,仅影响耐久度。
http://s8/mw690/001wAag1zy73ULAMTGf77&690
1.1.2内、外表面露筋:电杆内部的钢筋未被混凝土包裹而外露,但不包括电杆端部的纵向预应力钢筋头。危害:外露的钢筋因无混凝土保护而被锈蚀,会严重影响构件的耐久度。如果是纵向受力钢筋外露,会降低钢筋与混凝土之间的黏结力,会严重影响电杆的结构性能。
图5:内表面露热轧带肋钢筋,导致构件截面的有效高度不足,影响结构性能。
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图6:梢端外表面露筋,非纵向受力钢筋外露,主要影响耐久度。
http://s8/mw690/001wAag1zy73ULyBoaj77&690
图7:外表面露螺旋筋,非纵向受力钢筋外露,主要影响耐久度。
http://s16/mw690/001wAag1zy73ULzfC2P9f&690
1.1.3漏浆:电杆表面因水泥浆流失而露出砂、碎石或卵石。危害:损害混凝土的密实性,减弱混凝土对钢筋的保护作用,影响构件的耐久度。
图8:合缝漏浆,影响耐久度。
http://s9/mw690/001wAag1zy73ULuqhlK38&690
1.1.4杆段弯曲度,危害:弯曲过大将损害甚至丧失其使用功能,同时会对受力性能产生不利影响。
图9:杆段实测弯曲度21mm,ZΦ190×12×M标准要求弯曲度≤19mm,可能影响使用功能。
http://s15/mw690/001wAag1zy73ULsKbeu9e&690
1.1.5蜂窝:电杆外表面因漏浆或缺少水泥砂浆及其他因素而引起的蜂窝状空洞。危害:如果出现在构件主要受力部位,降低混凝土强度,会影响结构性能。
图10:蜂窝,降低混凝土强度,影响结构性能。
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1.1.6内表面混凝土塌落:电杆内壁混凝土成块状脱落。危害:水泥浆或砂浆与石子分离,影响构件的密实性,同时减少截面有效高度,影响结构性能,情况严重的话可能还会导致钢筋外露。
图11:内表面混凝土塌落,导致壁厚减少,降低混凝土强度,如果出现在主要受力部位,则会严重影响结构性能。
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1.2
1.2.1局部碰伤,危害:严重的碰伤可能会造成构件外表面露筋或结构损伤,影响构件耐久度、结构性能、使用功能。
图12:杆底严重局部碰伤,碰伤深度21mm,同时造成电杆根端预应力钢丝外露,影响耐久度。http://s14/mw690/001wAag1zy73ULzSuWFcd&690
1.2.2麻面:电杆外表面呈现的密集微孔;粘皮:电杆外表面的水泥浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。危害:一般情况下不会影响构件的使用功能、耐久度和结构性能,但有碍观感。
图13:大面积粘皮,有碍观感。
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1.2.3接头钢板圈坡口至混凝土端面距离:影响组装杆段时钢板圈之间的焊接性,影响电杆组装。
1.2.4壁厚:过薄的壁厚会影响结构性能或者造成保护层厚度不足;过厚的壁厚会增加电杆自重,不利于运输施工。对于锥形杆,D级杆最小壁厚为40mm,G级杆最小壁厚为45mm,I级杆最小壁厚为50mm,K级杆最小壁厚为55mm,M级杆最小壁厚为60mm。
图14:余浆没清理或混凝土下料严重偏差,造成壁厚异常超差,有碍观感。
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1.2.5外径、杆长、端部倾斜、预留孔尺寸偏差、钢板圈或法兰盘轴线与杆段轴线偏差,严重的尺寸偏差会影响使用功能。钢板圈、法兰盘的厚度偏薄,可能会影响结构性能。
图15:杆长偏短超差,可能会影响使用功能。
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2保护层厚度(A类项目):保护层定义为“结构构件中最外层纵向受力钢筋的外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土”。保护层厚度偏薄会减弱混凝土对纵向受力钢筋的保护作用,影响耐久度,而且容易因钢筋与混凝土之间的黏结强度不足而使外围混凝土产生径向劈裂(即纵向表面裂缝);保护层偏厚会影响构件截面的“有效高度”,影响结构性能。
图16:保护层厚度9mm,影响耐久度。
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3力学性能(A类项目):抗裂系数、裂缝宽度、承载力检验弯矩和挠度检验,直接影响结构性能。
图17:承载力检验时,加荷至开裂检验弯矩200%过程中,组装杆的法兰盘处的紧固件螺栓强度不足,在持续的加载过程中引发断裂,造成力学不合格。
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图18:法兰盘焊缝强度不足,在力学性能检验过程中发生断裂。http://s13/mw690/001wAag1zy7bnKLW3HS4c&690
图19:承载力检验时,加荷至开裂检验弯矩200%过程中,电杆B点处的混凝土被整体破坏。
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图20:承载力检验时,加荷至开裂检验弯矩180%过程中,电杆B点处的混凝土受压区破坏。
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4纵向钢筋质量:a、预应力钢丝(尺寸:基圆直径、外轮廓直径,力学性能:0.2%屈服力、最大力、最大力伸长率、反复弯曲);b、热轧带肋钢筋(尺寸:内径,力学性能:屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、弯曲);c、预应力混凝土用钢棒(尺寸:外轮廓直径,力学性能:非比例伸长应力、抗拉强度、断后伸长率);d、预应力钢绞线(尺寸:外轮廓直径,力学性能:0.2%屈服力、最大力、最大力伸长率)。
钢筋对混凝土结构的结构性能(承载能力)至关重要,一般来说,钢筋混凝土结构中,钢筋主要承担拉力,必要时也可以承担压力。
4.1钢筋的尺寸偏差主要影响钢筋与混凝土之间的黏结力。例如预应力螺旋肋钢丝,基圆尺寸在外轮廓不变的情况下,基圆增大,会导致钢丝与混凝土的黏结力下降,因为它们之间的黏结力主要来自钢丝肋间嵌入混凝土而形成的机械咬合力。基圆变大的最极端的情况其实就是变成光圆钢丝。
4.2钢筋强度包括屈服强度和抗拉强度,当钢筋超过屈服强度时就会发生很大的塑形变形,此时混凝土电杆也会出现较大变形或裂缝,导致电杆不能正常使用。在计算承载力时,以屈服点作为钢筋强度值。
4.3伸长率、弯曲、反复弯曲反映钢筋的塑性变形能力,要求钢筋在断裂前有足够的变形,能给人以破坏的预兆,预防脆性破坏。