Au cours du processus de post-mise en tension des poutres à caissons précontraints à support simple, des fissures se produisent fréquemment aux zones d’ancrage et aux extrémités des poutres. Lorsque la contrainte de traction exercée sur le béton dans la zone d’ancrage à l’extrémité de la poutre comprimée dépasse la résistance à la traction du béton, des fissures localisées concentrées rhombiques de largeur variable apparaissent aux extrémités de la poutre. Ces fissures causées par la tension ont non seulement une incidence sur l’apparence de la poutre, mais elles présentent également des risques potentiels pour la sécurité et la qualité, ce qui nuit directement à la durabilité de la structure principale de la poutre. Dans les cas graves, ils peuvent même conduire à la mise au rebut de la poutre de caisson.

Par conséquent, l’adoption des mesures de prévention et de contrôle nécessaires pour éviter l’apparition de fissures dues à la tension est d’une grande importance pour assurer la qualité des poutres de caissons précontraints. Cet article présente les causes et les mesures de traitement des fissures dues à la tension aux extrémités des poutres de caissons à support simple.

1. Analyse des causes

1.1 disposition inappropriée du renfort

Pour résister à la compression locale provoquée par la mise en tension, 3 à 4 couches de mailles d’armature anti-fissures sont généralement disposées aux extrémités des poutres de caisson précontraints. Cependant, en raison de l’espace étroit et de l’interférence des plaques d’appui d’ancrage et des renforts en spirale, l’installation des renforts est inexacte et ne répond pas aux exigences de conception. Pendant ce temps, les entailles de tension sont généralement conçues comme du béton simple sans armature anti-fissure, ce qui réduit la résistance à la compression du béton sous les ancrages.

1.2 vibrations du béton inadéquates

En plus de l’armature structurelle du corps de la poutre, une armature anti-fissure sous les ancrages et une armature de positionnement des tuyaux ondulés sont ajoutée aux extrémités de la poutre des poutres à caissons précontraints, ce qui entraîne une armature dense qui entrave les vibrations du béton. Pendant ce temps, l’obstruction des plaques d’appui d’ancrage, des renforts en spirale et des tuyaux ondulés empêche également l’insertion de vibrateurs, ce qui entraîne des nids d’alvéoles et des vides dans le béton aux extrémités de tension, ce qui provoque des fissures dues à la tension.

1.3 contrôle inadéquat du durcissement du béton

L’enlèvement prématuré des poutres de caissons entraînera une perte d’eau sur la surface du béton et des fissures. Le durcissement retardé, inadéquat ou non standard par aspersion d’eau et de revêtement entraînera une évaporation inégale de l’humidité entre les parties internes et externes du béton, ce qui réduira les contraintes de préretrait du béton et provoquera des fissures de rétrécissement de séchage. En même temps, il affectera également le développement de la résistance du béton.

1.4 mauvais contrôle de la tension de la précontrainte

Lors de l’installation des systèmes de précontrainte, les gaines de précontrainte ne sont pas perpendiculaires aux plaques porte-ancres. Pendant la tension, les lignes centrales des dispositifs d’ancrage, des tendons précontraints et des vérins ne sont pas concentriques, ce qui entraîne des contraintes de tension inégales, une compression excentrique sur le béton sous les ancrages aux extrémités de tension et une fissuration subséquente du béton. La mise sous tension ne peut être effectuée que lorsque la résistance du béton, le module d’élasticité et l’âge de la poutre de caisson répondent aux exigences de conception; Dans le cas contraire, il se produira également une fissuration du béton.

1.5 Compression des extrémités des poutres provoquée par un cambrage ascendant des poutres en caisson, induit par la tension

La tension de précontrainte entraîne un cambrage vers le haut du corps de la poutre, ce qui entraîne une compression aux deux extrémités de la poutre. Lorsque la contrainte de traction aux extrémités de la poutre dépasse la résistance ultime à la traction du béton, le corps de la poutre se fissure. Pour éviter un cambrage excessif vers le haut de la poutre de caisson, qui peut causer une déflexion excessive après la construction de la poutre et affecter les performances de contrainte du corps de la poutre, le cambrage inverse est habituellement réglé sur le lit préfabriqué pour s’assurer que l’alignement du pont répond aux exigences de conception après la construction.

1.6 Extrusion à partir de blocs de cale au fond de la poutre

Des blocs de coin du corps de la poutre sont généralement disposés aux deux extrémités de la poutre pour ajuster les pentes longitudinales et transversales de la poutre, assurer un contact horizontal étroit entre la poutre et les roulements, et obtenir une distribution uniforme des contraintes. Après le cambrage vers le haut de la poutre causé par la tension, la contrainte des blocs de coin au bas de la poutre génère une force de frottement transversale, ce qui entraîne une extrusion aux extrémités de la poutre. Lorsque la pression est trop élevée et dépasse la résistance ultime à la traction du béton, les extrémités de la poutre se fissent.

2. Mesures de contrôle préventif

2.1 mesures préventives contre la fissuration dans les armatures

(1) les renforts en spirale des dispositifs d’ancrage doivent être étroitement attachés et fixés aux plaques portant l’ancrage pour obtenir l’effet d’absorption des chocs des renforts en spirale et empêcher la fissuration de la poutre.

(2) allonger les renforts horizontaux longitudinaux aux entailles de tension de sorte que la distance entre les extrémités prolongées et le coffrage d’extrémité ne dépasse pas 3 cm, et ajouter des renforts en u pour former une maille d’armature anti-fissure.

(3) remplacer la maille de renfort anti-fissure bien formée sous les ancrages par une maille de renfort en forme de u pour faciliter l’installation des renforts conformément aux dessins de conception. Veiller à ce que l’espacement des mailles d’armature soit de 10 cm et que la distance par rapport aux dispositifs d’ancrage ne dépasse pas 8 cm, comme le montre la Figure 1.

Figure 1: schéma schématique de la disposition des mailles d’armature sous l’ancrage continu d’extrémité du tablier du pont

2.2 prévention de la fissuration dans les vibrations du béton

Installer des vibrateurs externes sur les ailes de la poutre de caisson pour augmenter la vibration du béton aux extrémités de la poutre. Réserver les positions vibratoires lors de l’installation des conduits de précontrainte. Lors de la coulée de la dalle supérieure de la poutre de caisson, affecter du personnel spécial à vibrer le béton armé derrière les ancrages avec un vibrateur de type 30. Contrôlez strictement le temps de vibration pour éviter la vibration insuffisante, la vibration manquante ou la sur-vibration, afin d’assurer le saignement dense de vibration et de pâte de ciment sur la surface concrète.

2.3 prévention de la fissuration lors du durcissement du béton

(1) pendant la construction hivernale, le coffrage ne peut être enlevé que lorsque trois conditions sont réunies: la température de surface du béton refroidit à moins de 5 °C, la différence de température entre les parties internes et externes du béton est inférieure à 20 °C, et les éprouvettes en béton durcies dans les mêmes conditions atteignent la résistance critique contre le gel.

(2) affecté par les températures élevées en été, pour éviter les fissures de rétrécissement de séchage causées par la perte d’eau sur la surface du béton due à l’enlèvement prématuré du coffrage, effectuer le durcissement en arrosant l’eau avec le coffrage installé pendant 1 jour avant d’enlever le coffrage.

(3) le coffrage latéral de la poutre de boîte ne peut être enlevé que lorsque la résistance concrète atteint pas moins de 2,5 MPa, sans écaillage de bord et de dommages de coin, et la qualité d’aspect du béton est garantie.

(4) après avoir retiré le coffrage latéral, mettre en marche le système de gicleurs automatique dans la cour de poutres en temps opportun pour effectuer le durcissement de l’arrosage sur le corps de la poutre. La période de durcissement ne doit pas être inférieure à 7 jours pour assurer l’efficacité de durcissement. Mettre l’accent sur le renforcement de l’aspersion et du durcissement du revêtement avec des géotextiles aux extrémités de la poutre pour maximiser la résistance du béton aux extrémités de tension.

2.4 prévention de la fissuration dans la tension de précontrainte

(1) les extrémités des renforts de positionnement bien formés conçus dans les dessins sont susceptibles d’endommager les tuyaux ondulés et d’interférer avec les renforts principaux, rendant l’installation difficile. Il est conseillé de remplacer les renforts bien formés par des renforts en u. Pendant ce temps, souder fermement les renforts de positionnement aux renforts principaux de la poutre de caisson, et densifier les renforts de positionnement à des positions clés telles que les points de départ et d’arrivée des coudes horizontales et verticales des torons d’acier pour assurer un positionnement précis des gaines de précontrainte, éviter le déplacement des gaines qui affecte l’alignement des tendons de précontrainte et cause une perte de précontrainte.

(2) remplir les joints entre les tuyaux ondulés et les bouches de cloche des plaques porte-ancre avec un agent moussant. Utilisez des tuyaux ondulés d’une taille plus grande comme manchons pour relier les joints des tuyaux ondulés, et enveloppez-les étroitement avec du ruban adhésif large pour empêcher la fuite de coulis pendant le coulage du béton et éviter le blocage des conduits. Pendant ce temps, densifier les renforts de positionnement des tuyaux ondulés pour s’assurer que les conduits de précontrainte sont perpendiculaires aux plaques d’appui d’ancrage, de manière à obtenir une contrainte uniforme sur les tendons précontraints pendant la tension.

(3) insérez des tuyaux de revêtement dans les tuyaux ondulés avant de verser le béton. Les tubes de revêtement doivent avoir une certaine dureté et une certaine capacité de pliage. Pendant la coulée du béton, déplacer les tuyaux de garniture en avant et en arrière pour éviter les fuites de coulis et le blocage des tuyaux ondulés et améliorer la douceur des courbes des tuyaux ondulés.

(4) après avoir coulé le béton de la poutre de caisson, nettoyer les conduits de précontrainte en temps opportun pour assurer des conduits non obstrués. Numéroter les tendons précontraints avant le filetage pour empêcher l’enchevêtrement et la dislocation des différents tendons. Lors de l’installation, vérifier si les ancrages à outils et les ancrages de travail sont adaptés et installés strictement selon le nombre de trous et les spécifications conçus, et s’assurer que les plaques de support d’ancrage et les ancrages de travail peuvent être étroitement attachés et que les surfaces supérieures des pièces de serrage sont affleurantes après l’ancrage. Pendant la mise sous tension, s’assurer de la concentricité des vérins, des tendons précontraints et des dispositifs d’ancrage pour éviter la compression excentrique.

(5) utiliser des éprouvettes en béton sur site durcies dans les mêmes conditions pour tester la résistance du béton avant la tension. La tension ne peut être réalisée que si trois conditions sont remplies: la résistance du béton et le module d’élasticité atteignent plus de 90% des valeurs conçues et l’âge du béton n’est pas inférieur à 7 jours. Mettre l’accent sur la réalisation d’essais de rebonds sur la résistance du béton aux positions de tension des extrémités de la poutre pour s’assurer que la résistance du béton répond aux exigences de la tension de précontrainte.

(6) avant la mise en tension, vérifiez si les pièces de serrage des ancrages à outils et des ancrages de travail serrer les tendons précontraints étroitement pour éviter le glissement. L’utilisation à long terme de pièces de serrage conduira à une dureté réduite, les rendant dans l’impossibilité de serrer les tendons précontraints après la tension, ce qui provoquera également le glissement. Vérifier s’il y a des fissures dans le béton du côté des ancrages de travail; Si nécessaire, prendre des mesures de cimentation pour assurer la densité du béton et éviter la fissuration du béton causée par la compression excentrique pendant la tension. Vérifier s’il y a des trous d’air et des trous de sable sur les plaques porte-ancrage, vérifier l’adéquation des modèles des ancrages de travail et des plaques porte-ancrage, et les remplacer si nécessaire. (7) pendant le processus de tension, assurer la tension synchrone, symétrique, étape par étape et uniforme des tendons précontraints aux deux extrémités de la poutre de boîte, et garantir le temps de maintien efficace de la force de tension pour éviter la fissuration du béton due à la contrainte inégale pendant la tension. (8) dans le processus de tension, commandez strictement la force de tension et la valeur d’allongement avec de doubles indicateurs. La force de tension ne doit pas être inférieure à la force de tension conçue, et la valeur d’allongement ne doit pas dépasser ±6% de la valeur d’allongement conçue. Au cours de la tension étape par étape, enregistrer l’allongement des tendons précontraints en temps opportun et le comparer à l’allongement théorique conçu. Si l’allongement change significativement, effectuer des ajustements rapidement.

2.5 mesures préventives en cas de fissuration provoquée par la flexion ascendante des poutres de caisson

Lors du réglage du cambrage inverse sur le lit de fabrication de la poutre, se référer aux paramètres du cambrage inverse dans les dessins, et faire de la direction longitudinale du lit une courbe circulaire lisse ou une parabole quadri que. Contrôler strictement l’alignement du lit à travers des fixations réglables ou des cylindres de sable. Enfin, après l’installation globale et le formage du lit, effectuer un ajustement fin avec un niveau de précision pour assurer la réservation précise de la valeur de la cambrure inverse du lit, de manière à réduire la cambrure vers le haut de la poutre de caisson.

2.6 mesures préventives contre la fissuration causée par l’extrusion de blocs de coin au fond de la poutre

Les moules à rainures réservées pour les blocs de coin au fond de la poutre doivent être en acier inoxydable avec une pente longitudinale de 135° le long du pont. Avant de fixer le renfort de la poutre de caisson, appliquer de la graisse de silicone sur les moules, puis placer des bandes de caoutchouc pour réduire la force de frottement transversal entre les blocs de coin au bas de la poutre et la poutre de caisson, éviter la concentration des contraintes aux extrémités de la poutre causée par la tension, réduisant ainsi la contrainte des blocs de coin sur la déformation du cambrage vers le haut du corps de la poutre et prévenir les fissures induites par la tension aux extrémités de la poutre. En raison de la longueur variable des poutres de caisson, la position des blocs de cale changera. Lors de l’aménagement des blocs de coin, ajuster la taille des blocs de coin ou augmenter/diminuer la longueur du lit pour assurer un contact précis et étroit entre les blocs de coin et les roulements, afin de garantir l’universalité.

Conclusion Conclusion

La formation de fissures induites par la tension dans les poutres de caissons précontraints à support simple est un processus complexe causé par de multiples facteurs. Un traitement inapproprié des fissures dans les poutres de caisson non seulement augmentera le coût du traitement des défauts, mais affectera également les progrès de la préfabrication des poutres de caisson. Dans les cas graves, il menacera directement les gens et#39; S la sécurité des vies et des biens. Compte tenu des graves conséquences causées par les risques de qualité de la fissuration des poutres de caissons, la construction doit se concentrer sur la méthode de prévention, le contrôle des procédés et l’élimination complète. En prenant les mesures de prévention et de contrôle des fissures dues à la tension dans les poutres à caissons à support simple, le problème de qualité des fissures dues à la tension aux extrémités des poutres à caissons est efficacement résolu, obtenant de bons résultats d’application.