田宏月

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工期間裂縫分析與防治措施

田宏月

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

結(jié)合銀川至龍邦國(guó)家高速公路貴州境惠水至羅甸(黔桂界)段第8合同段漣江特大橋的施工管理經(jīng)驗(yàn)，首先介紹了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫種類(lèi)，然后對(duì)導(dǎo)致連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工期間出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的因素進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的防治措施，以期避免在施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。

剛構(gòu)橋；箱梁；裂縫

1 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工期間裂縫成因

1.1 設(shè)計(jì)原因

(1)腹板斜裂縫成因

過(guò)去，在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用直線(xiàn)形縱向預(yù)應(yīng)力束，同時(shí)，增加豎向預(yù)應(yīng)力筋，取消彎起束，通過(guò)應(yīng)用縱向預(yù)應(yīng)力以及豎向預(yù)應(yīng)力，有效抵抗主拉應(yīng)力。這種設(shè)計(jì)方法，不僅能夠有效減少預(yù)應(yīng)力摩擦損失，而且施工更加便捷，但是在實(shí)際施工過(guò)程中，由于箱梁高度很容易受到限制，因此，豎向預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度比較短，這就會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨具損失較大。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，這類(lèi)箱梁結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題?，F(xiàn)如今，在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工過(guò)程中，配置預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，不僅能夠起到抗彎作用，同時(shí)還能夠有效平衡動(dòng)恒載剪力，減少剪應(yīng)力。

(2)頂?shù)装蹇v向裂縫成因

①縱向預(yù)應(yīng)力過(guò)大。在對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要預(yù)留部分壓應(yīng)力儲(chǔ)備，但是，如果預(yù)留量過(guò)大，則很容易導(dǎo)致混凝土構(gòu)件在重力方向上產(chǎn)生拉應(yīng)變，最終就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫問(wèn)題。

②溫度應(yīng)力計(jì)算不足。過(guò)去，在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，在溫度應(yīng)力方面，僅僅規(guī)定翼緣與梁體其他構(gòu)件之間的溫差應(yīng)該控制在5℃左右，但是這一溫差規(guī)定并不符合實(shí)際情況。根據(jù)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁，其溫度應(yīng)力應(yīng)該控制在活載應(yīng)力以上。

(3)橫向開(kāi)裂

在連續(xù)剛構(gòu)橋箱設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果預(yù)應(yīng)力束配置不足，則很容易導(dǎo)致截面強(qiáng)度比較差，而這就很容易造成混凝土構(gòu)件產(chǎn)生橫向裂縫問(wèn)題。

1.2 材料原因

(1)水泥材料質(zhì)量。在連續(xù)鋼構(gòu)箱梁施工過(guò)程中，如果所使用的水泥材料受風(fēng)化作用，則就會(huì)導(dǎo)致水泥品質(zhì)下降。在混凝土攪拌和澆筑施工過(guò)程中，如果應(yīng)用這類(lèi)水泥材料，則當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就很容易產(chǎn)生很多不規(guī)則的短小裂縫。

(2)水泥水化熱作用。在連續(xù)鋼構(gòu)箱梁施工過(guò)程中，如果水泥用量在300kg/m3左右，則在絕熱條件下，混凝土很容易發(fā)生水化熱作用，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度上升至30 ℃以上。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生水化熱作用的同時(shí)，混凝土構(gòu)件表面也會(huì)持續(xù)放熱，因此，混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差較大，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

(3)骨料性質(zhì)：在混凝土構(gòu)件骨料中，如果泥份和骨料呈堿性，則很容易導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。如果混凝土構(gòu)件最小尺寸大于800mm，則可以將其作為大體積混凝土，大體積混凝土內(nèi)外溫差比較大，內(nèi)部混凝土膨脹，但是受到外部混凝土的變形約束，因此，很容易產(chǎn)生裂縫。

1.3 施工工藝

(1)在連續(xù)鋼構(gòu)橋箱梁施工過(guò)程中，如果施工原材料選擇不當(dāng)，混凝土澆筑不當(dāng)，或者一味的追求混凝土強(qiáng)度，忽視了混凝土綜合性能，就很容易導(dǎo)致混凝土施工質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求。

(2)模板安裝不符合施工規(guī)范，如果腹板厚度比較小，就會(huì)導(dǎo)致腹板抗裂性降低，另外，如果腹板厚度比較大，則也會(huì)直接影響箱梁自重，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

(3)在混凝土構(gòu)件施工過(guò)程中，如果鋼筋材料的選擇和加工工藝無(wú)法滿(mǎn)足工程實(shí)際需要，或者混凝土振搗密實(shí)度比較低，就會(huì)出現(xiàn)露筋、麻面、錯(cuò)臺(tái)等施工質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致混凝土構(gòu)件開(kāi)裂。

2 連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工期間裂縫防治措施

2.1 改進(jìn)設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)如今，在連續(xù)鋼構(gòu)橋梁施工過(guò)程中，一般采用平面桿系有限元軟件對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分析，而沒(méi)有采用三維空間有限元軟件對(duì)構(gòu)件實(shí)際受力情況進(jìn)行分析。對(duì)于橋梁工程結(jié)構(gòu)線(xiàn)彈性受力情況，可以采用平面桿系進(jìn)行受力分析，但是，為了保證施工質(zhì)量，必須對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況進(jìn)行模擬分析。

連續(xù)鋼構(gòu)箱梁結(jié)構(gòu)的受力情況以及變形問(wèn)題都比較復(fù)雜，因此，需要對(duì)構(gòu)件的空間受力情況進(jìn)行分析。在連續(xù)鋼構(gòu)箱梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以適當(dāng)簡(jiǎn)化預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的計(jì)算方式，但是，有必要使用梁格理論模擬構(gòu)件的空間受力情況，但是，僅僅應(yīng)用梁格理論，依然很難準(zhǔn)確表達(dá)出箱梁構(gòu)件的受力特性。

因此，為了準(zhǔn)確反映連續(xù)鋼構(gòu)橋梁工程實(shí)際受力情況，在對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題進(jìn)行研究分析時(shí)，就需要采用相應(yīng)的理論知識(shí)對(duì)箱梁空間受力情況進(jìn)行分析。在對(duì)連續(xù)剛構(gòu)箱梁進(jìn)行受力分析時(shí)，可以使用平面有限元軟件，通過(guò)運(yùn)用平面有限元軟件對(duì)箱梁受力情況比較復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行受力分析，不僅能夠有效縮短設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)間，而且還能夠有效避免在實(shí)際施工過(guò)程中由于受到空間因素而導(dǎo)致箱梁構(gòu)件產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。

2.2 施工材料方面

(1)在連續(xù)鋼構(gòu)橋箱梁施工過(guò)程中，需要使用大量的混凝土材料和鋼筋材料。為了保證施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中需要應(yīng)用的混凝土材料以及鋼筋材料都必須符合《橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的質(zhì)量規(guī)范。

(2)優(yōu)化混凝土材料配合比。在混凝土攪拌過(guò)程中，應(yīng)該盡量減少使用水泥材料，降低混凝土水化熱作用，同時(shí)，還需要嚴(yán)格控制混凝土材料水灰比，盡量選用級(jí)配良好的碎石，這樣能夠有效降低混凝土結(jié)構(gòu)空隙率。

(3)在攪拌混凝土材料時(shí)，必須嚴(yán)格控制混凝土配合比，所有施工原材料都必須保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。混凝土材料在滿(mǎn)足泵送性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)該適當(dāng)減少用水量。

(4)為了保證混凝土材料質(zhì)量，在材料儲(chǔ)存過(guò)程中，需要使用土工布或者彩條布對(duì)材料進(jìn)行封閉，如果有需要，還可以適當(dāng)升高棚內(nèi)溫度，將混凝土材料內(nèi)外溫差控制在25 ℃以?xún)?nèi)。

2.3 施工方面

(1)施工單位需要結(jié)合工程實(shí)際情況準(zhǔn)確定位鋼束位置，并且結(jié)合實(shí)際需要適當(dāng)加密波紋管的定位鋼筋，避免鋼束成折線(xiàn)形。(2)在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉前，必須保證混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到90%，如果施工條件允許，應(yīng)該盡量當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)，再進(jìn)行張拉施工。(3)在實(shí)際施工過(guò)程中，需要加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督管理，提升兩懸臂端的合龍精度，盡量減小合龍段高差，避免出現(xiàn)鋼束轉(zhuǎn)折問(wèn)題。

[1] 杜令俊，陶海鴻.連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及預(yù)防控制[J].河南建材，2012，(4)：42-44.

[2] 陳大川，湯智力.連續(xù)剛構(gòu)橋梁零號(hào)塊裂縫的分析及施工控制[J].交通世界：建養(yǎng)，2012，(13)：196-197.

[3] 周思穎.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁裂縫成因分析及控制[J].城市道橋與防洪，2009，(6)：80-82.

2016-10-26

田宏月(1974-)，男，貴州德江人，高級(jí)工程師，主要從事公路建設(shè)施工管理研究。

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1008-3383(2017)02-0112-01