■ 江正潭，胡國華

（1.浙江中交通力工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310011；2.平湖市交通運(yùn)輸局，浙江 平湖 314200）

通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分懸臂澆筑法施工的連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁合龍段均存在著或多或少病害，有縱橫向裂縫、斜向裂縫、網(wǎng)裂、砼麻面、析鹽等各類病害，裂縫的出現(xiàn)部位有頂板、底板、腹板?？傮w來說，合龍段病害是該類連續(xù)結(jié)構(gòu)體系橋梁的常見病害之一，因此合龍段病害將直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性問題。如何減少和預(yù)防合龍段病害將是該類連續(xù)結(jié)構(gòu)體系橋梁的關(guān)鍵性難點(diǎn)技術(shù)之一。結(jié)合項(xiàng)目組參與的浙江省交通科研項(xiàng)目《斜拉橋連續(xù)梁合龍段抗裂延性關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》的研究，以下對懸臂澆筑連續(xù)梁砼合龍段的病害類型及成因分析發(fā)表一些看法，與同行們共同探討。

一、合龍段病害類型

通過查閱多座已運(yùn)營橋梁的相關(guān)檢測資料，對合龍段橋梁病害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、梳理和歸納分析，橋梁合龍段經(jīng)常出現(xiàn)的主要病害有以下幾類：

（1）合龍段箱梁底板外側(cè)存在橫向裂縫

該類裂縫位于箱梁底板，裂縫長度長短不一，最長裂縫可達(dá)到箱梁底板全寬，部分裂縫可延伸至腹板，裂縫寬度一般小于0.2mm。

（2）合龍段箱梁底板外側(cè)存在縱向裂縫

該類裂縫位于箱梁底板靠近腹板附近，底板跨中部位較少見，裂縫長度長短不一，最長裂縫貫穿合龍段縱向全長，裂縫寬度一般小于0.2mm。

（3）合龍段箱梁頂?shù)装鍍?nèi)側(cè)存在縱向裂縫

該類裂縫位于箱梁頂板，主要集中于頂板底面跨中部位較多，裂縫長度長短不一，最長裂縫貫穿合龍段縱向全長，裂縫寬度一般小于0.2mm。

（4）合龍段腹板存在豎向、斜向裂縫

該類裂縫位于箱梁腹板內(nèi)外側(cè)，裂縫長度長短不一，最長裂縫貫穿合龍段全高，部分裂縫與底板裂縫連通成U型裂縫，寬度無規(guī)律性。

（5）合龍段與懸澆段接縫處存在橫向裂縫

該類裂縫位于合龍段與相鄰段的接縫處，一般裂縫寬度較大，大于0.2mm。

（6）合龍段表面砼存在麻面、網(wǎng)裂、析鹽等病害

該類病害主要是存在于合龍段的頂板、腹板和底板等部位。

二、合龍段病害成因分析

綜合分析合龍段各類病害出現(xiàn)的形態(tài)、位置和時(shí)間，合龍段的大部分病害出現(xiàn)是無規(guī)律的，有各類形態(tài)的裂縫且各部位均有，有些裂縫是在交工驗(yàn)收之前就存在，有些裂縫是出現(xiàn)在運(yùn)營后。針對合龍段病害的特點(diǎn)，結(jié)合合龍段設(shè)計(jì)原理、施工過程及受力特點(diǎn)，我們認(rèn)為出現(xiàn)合龍段的各類病害原因主要是由于施工工藝控制不規(guī)范和混凝土自身的質(zhì)量問題而引起的，具體表現(xiàn)有以下幾類：

（一）缺乏針對合龍段的設(shè)計(jì)及施工相關(guān)技術(shù)規(guī)范或指南

目前，《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力分析、溫度取值、荷載組合等均是在假定混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度狀況下而提出的相應(yīng)計(jì)算公式和各類構(gòu)造規(guī)定。《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中對合龍段的合龍及體系轉(zhuǎn)換僅提出了5條原則性的規(guī)定，沒有相應(yīng)的細(xì)化或可操作性的規(guī)定。而連續(xù)梁合龍段屬超靜定結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)鎖定后混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度狀況下結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始受力，目前上述各規(guī)范對于混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度狀況下的結(jié)構(gòu)受力分析、溫度取值、荷載組合等尚缺乏相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定。合龍段的規(guī)范和指南的缺乏往往會導(dǎo)致合龍段在施工過程中混凝土易出現(xiàn)各類病害。

（二）施工工序和施工控制不到位而引起的裂縫

對多座連續(xù)梁合龍段施工現(xiàn)場調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，目前許多設(shè)計(jì)文件對合龍段的施工工序規(guī)定比較粗略，難以有效指導(dǎo)現(xiàn)場合龍段施工。同時(shí)，各施工單位在合龍施工時(shí)的工序極不相同，完全憑自身的經(jīng)驗(yàn)來組織合龍段施工，具體表現(xiàn)如下：

1.有些施工單位對低溫合龍的理解是施工時(shí)型鋼鎖定和合龍混凝土澆筑均是采用低溫，有些單位對低溫合龍的理解是施工時(shí)合龍段混凝土采用低溫澆筑即可。同時(shí)，對于合龍型鋼鎖定與砼澆筑的時(shí)間間隔控制也各不相同，有的單位把鎖定與澆筑時(shí)間控制在1天內(nèi)，有的單位按3～5天控制。

2.對于型鋼鎖定與配重的關(guān)系，有些單位施工時(shí)不進(jìn)行配重，有些單位施工時(shí)進(jìn)行配重。另外，配重和鎖定的前后關(guān)系也沒有統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)。

3.中跨合龍時(shí)型鋼鎖定和中墩墩頂固結(jié)解除也是沒有統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)。有些施工單位在中跨合龍前就把中墩的墩頂固結(jié)解除，有些施工單位中跨合龍砼達(dá)到強(qiáng)度后再解除中墩墩頂固結(jié)。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)預(yù)應(yīng)力箱梁合龍段的施工工序沒有統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)文件中對施工工序也是規(guī)定較粗略，造成施工工序及施工控制等完全憑著施工單位的經(jīng)驗(yàn)去執(zhí)行。從受力結(jié)構(gòu)上來分析，合龍過程也是結(jié)構(gòu)從靜定向超靜定轉(zhuǎn)換的過程，不同的合龍工序引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是不一樣的，特別是溫度應(yīng)力及墩頂固結(jié)的解除等因素影響最明顯。因此，施工工序和施工控制不到位也容易引起合龍段的開裂。

（三）設(shè)計(jì)階段沒有結(jié)合合龍段施工和運(yùn)營中的受力特點(diǎn)而有針對性地對合龍段砼進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，而是采用與其他節(jié)段相同的混凝土材料

1.通過對合龍段施工工序及工藝調(diào)查分析可發(fā)現(xiàn)，合龍段在施工過程中存在著結(jié)構(gòu)體系由靜定結(jié)構(gòu)向超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過程。超靜定結(jié)構(gòu)受力受溫度、收縮及徐變等影響非常大，受力較復(fù)雜；同時(shí)，在施工過程中合龍段的砼強(qiáng)度也是由彈塑性向正常砼強(qiáng)度過渡的過程，這時(shí)往往砼強(qiáng)度較低，不易抵抗各類結(jié)構(gòu)受力。因此，需要針對合龍段的施工受力特點(diǎn)有針對性地進(jìn)行砼材料的設(shè)計(jì)，否則也易造成合龍段開裂。

2.通過對合龍段正常營運(yùn)情況下的受力分析可發(fā)現(xiàn)，合龍段的受交變荷載、溫度及徐變等影響要相比其他節(jié)段大，合龍段的應(yīng)力變化幅度較大，在預(yù)應(yīng)力配置不合理的情況下合龍段還可能會出現(xiàn)少量拉應(yīng)力。另外，由于合龍段梁高底且梁較寬，對合龍段的梁體的橫向受力也較其他節(jié)段不利，因此設(shè)計(jì)時(shí)也需要針對合龍段的長期受力特點(diǎn)而有針對性地進(jìn)行砼材料的設(shè)計(jì)，否則也易造成合攏段開裂。

（四）合龍段混凝土材料及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)葐栴}

1.有些病害如合龍段與兩側(cè)懸臂澆筑端之間的縫，主要是由于施工過程中砼配合比不合理或合龍段砼養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)榷鴮?dǎo)致收縮過大而引起的。

2.有些病害如表面砼存在麻面、網(wǎng)裂、析鹽等，主要是由于合龍段的砼配合比不合理、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)鹊纫鸬捻抛陨聿『Γ矔绊懞淆埗蔚哪途眯浴?/p>

（五）合龍段結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，梁體頂?shù)装寮案拱宄叽缙。菇菢?gòu)造設(shè)置及預(yù)應(yīng)力筋配置不合理等也會引起合龍段出現(xiàn)各類裂縫

箱梁在正常運(yùn)營狀況下除了受縱向力外還受橫向力及扭曲應(yīng)力等，結(jié)構(gòu)受力較復(fù)雜，有些在運(yùn)營過程中的裂縫如底板橫向裂縫和腹板的斜向裂縫等主要是由于設(shè)計(jì)梁體截面偏小，預(yù)應(yīng)力配置不合理及運(yùn)營過程中大交通量和重交通等長期交變荷載作用下也會引起箱梁的開裂。

三、改善合攏段質(zhì)量的主要工程措施

通過上述合龍段裂縫類型描述及成因分析，要改善合龍段的工程質(zhì)量，減少各類病害的發(fā)生，在今后的橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)中，針對合龍段，需從以下幾方面措施加以改進(jìn)，綜合治理：

（一）設(shè)計(jì)階段要根據(jù)合龍段的施工工序，細(xì)化合龍段各工序的驗(yàn)算及設(shè)計(jì)

日前，大部分的設(shè)計(jì)圖紙主要是針對全橋合龍前后各階段工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)模擬和驗(yàn)算，往往把合龍段作為一個(gè)工況來假定分析驗(yàn)算，但連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁，合龍是由多個(gè)不同的子工況逐步完成的，合龍的各個(gè)子工況涉及到了溫度、結(jié)構(gòu)受力模式等不同等，受力假定及受力分析非常復(fù)雜，易被設(shè)計(jì)人員忽視，這樣就容易造成設(shè)計(jì)階段驗(yàn)算的疏漏。

（二）設(shè)計(jì)和施工階段應(yīng)重視溫差對結(jié)構(gòu)影響，并采取相應(yīng)的措施加強(qiáng)控制

考慮到合龍段在合攏前后，結(jié)構(gòu)是從靜定向超靜定轉(zhuǎn)變的過程，不同溫差會產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，因此在設(shè)計(jì)階段應(yīng)對合龍的升降溫差有一個(gè)明確的范圍要求，盡可能縮小溫差范圍，優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力。施工過程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐某Ｄ隁鉁財(cái)?shù)據(jù)及提前的天氣預(yù)報(bào)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)提供的溫差范圍來合理選擇合龍期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、澆筑砼時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并應(yīng)采取各類措施加強(qiáng)合攏段養(yǎng)護(hù)期溫差控制。

（三）合龍段宜選用高性能混凝土，以減少病害的出現(xiàn)

考慮到合龍段結(jié)構(gòu)內(nèi)力受溫度、合龍工序、養(yǎng)護(hù)過程等影響較大，整體受力較復(fù)雜且砼方量少的特點(diǎn)，澆筑合攏段宜優(yōu)先選用早強(qiáng)、微膨脹及抗裂性好的高性能混凝土。

四、結(jié)論

綜上分析，針對懸臂澆筑的連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁合龍段有以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）合龍段出現(xiàn)各類病害還是比較普遍現(xiàn)象，大部分病害出現(xiàn)是無規(guī)律的。（2）合龍段出現(xiàn)的裂縫主要還是由于溫差及施工工藝控制不到位引起的。（3）目前在設(shè)計(jì)上對合龍段的受力分析還不夠細(xì)化，規(guī)范的規(guī)定也比較寬泛。（4）考慮到合龍段，砼方量少，采用高性能混凝土對解決合龍段的病害問題是一種比較有效的措施。