張小天

(雙城區(qū)農(nóng)村公路管理站，黑龍江 雙城 150100)

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復(fù)合養(yǎng)護(hù)工藝在懸澆施工橋梁養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究

張小天

(雙城區(qū)農(nóng)村公路管理站，黑龍江 雙城 150100)

以某懸臂澆筑施工的橋梁為例，分析了懸澆施工橋梁早期出現(xiàn)裂縫的原因，提出“底板底模模貼+人工+自動(dòng)噴霧”的復(fù)合養(yǎng)護(hù)法，應(yīng)用于工程實(shí)例，對(duì)該橋梁進(jìn)行了全面養(yǎng)護(hù)，達(dá)到了較佳的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

復(fù)合養(yǎng)護(hù)；懸臂澆筑；橋梁養(yǎng)護(hù)；早期裂縫

在懸臂掛籃施工中，在懸臂澆筑混凝土段采用復(fù)合養(yǎng)護(hù)的方式，不但不會(huì)對(duì)懸臂施工過(guò)程產(chǎn)生影響，還能夠增加節(jié)段的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)效果，確?；炷猎诿撃：竽軌驘o(wú)間隔持續(xù)養(yǎng)護(hù)，有助于減少懸臂箱梁混凝土早期出現(xiàn)的裂縫以及提高強(qiáng)度。

1 工程概況

M橋總長(zhǎng)262 m，0#段采用托架施工，1#～15#梁段均采用掛籃分段對(duì)稱懸臂澆筑施工。邊跨與主跨度的比值為0.55 M。上部結(jié)構(gòu)為單箱單室截面，頂板與底板寬度分別為21.5 m、11.5 m，單側(cè)懸臂長(zhǎng)5 m。箱梁跨中梁高2.80 m墩頂根部梁高7.50 m為跨度的1/16，單“T”箱梁梁高從中跨跨中至箱梁根部，箱高以 1.75 次拋物線變化。綜合考慮澆筑周期、施工便利、鋼材數(shù)量因素，將箱梁懸臂澆筑梁段長(zhǎng)度劃為兩個(gè)節(jié)段：3.0 m以及4.0 m。中跨合攏段、邊跨長(zhǎng)度均為2 m。箱梁 0 號(hào)梁段長(zhǎng)12 m(其中包括了橋墩兩側(cè)懸臂各2 m)，每個(gè)“T”構(gòu)縱橋向劃分為14 個(gè)對(duì)稱梁段，根部箱梁梁段數(shù)及長(zhǎng)度為7×3.00 m，跨中則為8×4.00 m。

2 懸澆施工橋梁早期裂縫分析

2.1 由于混凝土材料、養(yǎng)護(hù)因素引起的施工早期非結(jié)構(gòu)性裂縫

箱梁內(nèi)頂板與底板底面的縱向裂縫，以及腹板橫向裂縫產(chǎn)生較為頻繁，作者研究的三座橋梁中，該類裂縫具占比較大，詳見(jiàn)表1。通過(guò)檢查可以看出，三類裂縫大多數(shù)都發(fā)生在初于懸臂澆筑混凝土前后兩節(jié)段交界接縫處，同時(shí)延伸至后澆筑混凝土節(jié)段。

表1 主要裂縫綜合情況表

通過(guò)分析可以了解懸臂施工期混凝土箱梁節(jié)段的頂板與底板的底面以及腹板局部均有較大初應(yīng)力，且最大的拉應(yīng)力為Y 方向(縱橋向)或者Z 軸 X 方向(橫橋向)，在濕接縫位置非常突出。若ZX 方向有較大拉應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致箱梁的頂板、底板產(chǎn)生縱向裂縫；若ZY方向有較大拉應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致箱梁腹板產(chǎn)生橫向裂縫。

2.2 混凝土材料-養(yǎng)護(hù)因素引起的混凝土箱梁高初應(yīng)力導(dǎo)致的后期結(jié)構(gòu)性裂縫

M橋有較多的腹板斜向裂縫，并且在內(nèi)表面分布較多。通過(guò)有限元分析可以了解，懸臂施工期混凝土箱梁由于混凝土收縮以及水化熱溫度因素，會(huì)導(dǎo)致頂板與底板底面以及腹板產(chǎn)生較大初應(yīng)力，從該點(diǎn)可以推測(cè)，這些裂縫是由于在懸臂澆筑混凝土后，因?yàn)榛炷猎缙谑湛s變形性能較大，并且在脫模后腹板與外界環(huán)境接觸而產(chǎn)生的。因此，若未能采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，未能確保脫模后的腹板混凝土有著較為合適的溫度與濕度環(huán)境，則會(huì)導(dǎo)致與原來(lái)帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度、濕度環(huán)境差異。而該環(huán)境差異會(huì)造成混凝土早期干燥與溫度收縮變大，讓箱梁腹板混凝土產(chǎn)生較大的初應(yīng)力，即便未超過(guò)混凝土當(dāng)前的抗拉強(qiáng)度，但依舊保持了較大初應(yīng)力。在進(jìn)行二期恒載等荷載施加后，則會(huì)導(dǎo)致本來(lái)有著較大初應(yīng)力的部位產(chǎn)生更大拉應(yīng)力，這就超出了混凝土強(qiáng)度，從而產(chǎn)生了裂縫。

3 復(fù)合養(yǎng)護(hù)工藝及其應(yīng)用

對(duì)M橋采用的養(yǎng)護(hù)方法為“底板底模模貼+人工+自動(dòng)噴霧”的復(fù)合方法。

主要材料：美捷特混凝土模貼專用膠、膠帶紙、美捷特混凝土模貼。

施工工具：卷尺、直尺、刷子、打磨機(jī)、塑料片、小塑料桶、剪刀、工具刀、木條。

工藝流程：

本方法主要是針對(duì)掛籃懸臂澆筑施工一般節(jié)段。由于懸臂澆筑節(jié)段底板底模脫模必須要在掛籃前移時(shí)才能進(jìn)行(也就是懸臂節(jié)段底板底面會(huì)一直處于帶模自然養(yǎng)護(hù)狀態(tài))。并且0#塊會(huì)懸出端長(zhǎng)度通常為1～2 m，1#節(jié)段長(zhǎng)基本等于最大懸臂長(zhǎng)度。因此，掛籃移出節(jié)段的噴霧養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)應(yīng)在澆筑 2#節(jié)段時(shí)安裝。

(1)掛籃前移到位后，為底板底模安裝混凝土模貼。

(2)節(jié)段混凝土澆筑完畢后，進(jìn)行人工養(yǎng)護(hù)。

①首次抹面、拉毛。在完成澆筑后，需要對(duì)頂面采取人工抹面以及適當(dāng)深度的拉毛處理。

②二次抹面。頂面頂面混凝土在滿足初凝時(shí)間后，并且表面無(wú)細(xì)小顆粒以及水泌出后，需要馬上進(jìn)行二次抹面工作；除了箱內(nèi)底板頂面壓腳模板覆蓋的部分，其他部分都要進(jìn)行二次抹面處理。

③二次拉毛。在完成二次抹面作業(yè)后，需要馬上對(duì)頂板頂面進(jìn)行二次拉毛作業(yè)?？梢圆扇∪斯な褂梅肌⒆厮⑦M(jìn)行。

④濕覆蓋養(yǎng)護(hù)。在二次拉毛之后，需對(duì)頂面馬上進(jìn)行濕覆蓋養(yǎng)護(hù)；建議養(yǎng)護(hù)范圍包含箱內(nèi)壓腳模板以外暴露的部分。濕麻袋能夠很大成都降低新澆筑混凝土的干燥收縮、自收縮以及水化熱。在使用濕麻袋覆蓋后，需要定時(shí)進(jìn)行灑水作業(yè)，確保其具有飽和的濕潤(rùn)程度。

⑤箱外側(cè)模、箱內(nèi)模松開(kāi)后的人工灑水養(yǎng)護(hù)。完成混凝土澆筑2 d后，即可通過(guò)人工對(duì)即將張拉的縱向預(yù)應(yīng)力束錨板，箱梁內(nèi)模、腹板外模以及翼緣板模板脫離混凝土表面進(jìn)行整理。開(kāi)通人工通道，從而便于灑水養(yǎng)護(hù)。脫模后，箱內(nèi)側(cè)面、腹板外側(cè)面、翼緣板下表面部位混凝土即與外界環(huán)境產(chǎn)生了濕度交換，需要進(jìn)行及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，同時(shí)在底板頂面二次抹面部位也需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不但能夠降低工人作業(yè)量，還能便于統(tǒng)一管理。

⑥移出掛籃，清理底模模貼，準(zhǔn)備下一節(jié)段工作。完成預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)后，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)設(shè)計(jì)值后，將移出掛籃，并將底模取出，進(jìn)行清理。箱梁頂部活動(dòng)方便處的模貼可采用棕刷清理。在清理過(guò)程中需要盡可能清理殘留的混凝土，同時(shí)確保不對(duì)模貼產(chǎn)生損壞，避免影響其保水性能。同時(shí)監(jiān)理需要定期檢查模貼，確保其正常的工作能力，若未能達(dá)到要求，則需要及時(shí)更換。

(3)掛籃前移，安裝自動(dòng)噴霧系統(tǒng)

①準(zhǔn)備噴霧養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)所需材料。

②張拉 1#節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力束后掛籃前移至2#節(jié)段位置，進(jìn)行自動(dòng)噴霧系統(tǒng)安裝。事先設(shè)計(jì)好安裝有噴嘴的鋼管以及輸水管，之后將其與掛籃底籃、側(cè)?；瓶v梁連接固定。

③安裝系統(tǒng)的其他輸水管道，同時(shí)在0#塊上水箱安放潛水泵。

④安裝控制柜、時(shí)間繼電器等附屬設(shè)施，同時(shí)將電源電氣設(shè)備接入控制柜中。

⑤仔細(xì)檢查整個(gè)系統(tǒng)(水路和電源開(kāi)關(guān)等)，并進(jìn)行調(diào)試。

4 橋梁裂縫控制效果

M大橋通車后，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。

(1)橋梁梁外部有底板縱向裂縫合計(jì)11條，最長(zhǎng)5 m，最寬0.12 mm；翼板縱向裂縫10條，最長(zhǎng)4 m；橫向裂縫14條，最長(zhǎng)3 m，最寬0.08 mm，同時(shí)還有斜向裂縫1條，長(zhǎng)1 m，寬0.1 mm。

(2)箱梁內(nèi)部頂板縱向裂縫合計(jì)4條，最長(zhǎng)3 m，最寬0.12 mm；腹板斜向裂縫1條，長(zhǎng)1 m，寬0.08 mm；齒塊豎向裂縫2條，長(zhǎng)0.3 m，寬0.08 mm。具體詳見(jiàn)表2，部分箱梁內(nèi)側(cè)裂縫見(jiàn)詳表3。

表2 M大橋箱梁外側(cè)裂縫情況表

表3 M大橋箱梁內(nèi)側(cè)裂縫情況表

可以看出，M大橋裂縫數(shù)量大大減少，這不斷使得橋梁結(jié)構(gòu)的安全性大大提升，還大幅度減少了修復(fù)以及加固需要的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 鮑衛(wèi)剛.預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋梁設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] 姚燕.高性能混凝土的體積變形及裂縫控制[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] 袁勇.混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫控制[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

2017-03-15

U445.1

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1008-3383(2017)05-0181-02