預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板施工裂縫成因與對(duì)策

邱麗燕，李金平

(贛州市公路管理局信豐分局)

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預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板施工裂縫成因與對(duì)策

邱麗燕，李金平

(贛州市公路管理局信豐分局)

分析導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板施工出現(xiàn)裂縫的原因，根據(jù)該原因研究了相關(guān)對(duì)策，提出合理建議。

預(yù)應(yīng)力混凝土；橋梁施工；腹板裂縫

1 預(yù)應(yīng)力張拉過程的應(yīng)力監(jiān)測

1.1 傳感器的布置

在張拉過程中，為了更好的觀察腹板內(nèi)的應(yīng)力變化狀況，施工人員在澆灌混凝土前，要預(yù)估出會(huì)發(fā)生裂縫狀態(tài)的具體位置，同時(shí)還需要建立四個(gè)光纖鋼筋應(yīng)變計(jì)，并與預(yù)應(yīng)力鋼束保持垂直的狀態(tài)，另外還要建立一個(gè)光纖溫度傳感器，目的是方便對(duì)其做溫度上的補(bǔ)償。

1.2 預(yù)應(yīng)力張拉與監(jiān)測

在混凝土澆灌完成后，如果混凝土的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度的一半以上就可以對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，同時(shí)預(yù)應(yīng)力的全部鋼束都運(yùn)用的是張拉應(yīng)力與隱身量雙控的形式，并且在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，預(yù)應(yīng)力張拉一側(cè)的槽口與錨下墊板都需要和預(yù)應(yīng)力的鋼束保持相互垂直的狀態(tài)。其中，箱梁的腹板與頂板鋼束需要從一側(cè)進(jìn)行張拉，底板的長束也是從一側(cè)進(jìn)行張拉，而底板的短束則需要從兩端進(jìn)行張拉。

2 裂縫的原因分析

2.1 設(shè)計(jì)因素

(1)箱梁設(shè)計(jì)規(guī)格不合理

在箱梁的設(shè)計(jì)過程中，如果沒有準(zhǔn)確的計(jì)算方式，則可以按照T形梁的規(guī)格做相應(yīng)的處理。不過在現(xiàn)實(shí)狀態(tài)下，箱型梁與T形梁之間還是存在差別的。如果T形梁在現(xiàn)實(shí)狀態(tài)中受力的狀況與力學(xué)的計(jì)算比較貼近，那么設(shè)計(jì)的主筋能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，并且橫向的承載力對(duì)T形梁的影響作用并不是很大。而箱型梁則不可以，橫向與縱向的承載力都對(duì)箱型梁起一定的影響作用，假如根據(jù)T形梁的實(shí)際規(guī)格來設(shè)計(jì)，則會(huì)出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

(2)非預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)置不足

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)很注重，所以就忽略了對(duì)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)，并且安排的數(shù)量也不充足。如果預(yù)應(yīng)力箱梁中縱向或橫向的預(yù)應(yīng)力逐漸增大，則需要減少主拉的應(yīng)力，如果箱梁中預(yù)應(yīng)力的損耗超過一定限度，而由于缺少彎起鋼筋，就會(huì)造成箱梁橋腹板有裂縫出現(xiàn)。

(3)預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計(jì)不合理

如果腹板的厚度不一樣，則給給主拉應(yīng)力帶來不同程度的影響，如果施工時(shí)都采用相同厚度的腹板，那么橋梁底部的主拉應(yīng)力就會(huì)增大，這種情況最能導(dǎo)致腹板出現(xiàn)裂縫，另外，如果腹板的厚度發(fā)生改變，一樣會(huì)影響橋梁的質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)腹板厚度時(shí)要盡可能的分析在腹板內(nèi)部的主拉應(yīng)力。同時(shí)，縱向預(yù)應(yīng)力的鋼筋如果設(shè)計(jì)方案不合理，同樣會(huì)給主拉應(yīng)力帶來影響，所以彎鋼筋束的設(shè)立與裂縫的出現(xiàn)是有關(guān)聯(lián)的。

(4)溫度的影響

如果在設(shè)定溫度時(shí)沒有相關(guān)資料，則設(shè)定的溫度差可以保持在+5 ℃，而且在箱梁的橋面上需要均勻分布。不過在現(xiàn)實(shí)狀況下，因?yàn)闃蛄旱慕孛娓叨葧?huì)隨著橋梁的方向而發(fā)生轉(zhuǎn)變，如果還繼續(xù)按照設(shè)定的溫度差進(jìn)行，就會(huì)給跨中的溫度梯度帶來相應(yīng)的不穩(wěn)定因素，因此溫差應(yīng)力就會(huì)逐漸增大。

2.2 施工原因

在施工過程中，由于施工的不規(guī)范也會(huì)導(dǎo)致腹板出現(xiàn)裂縫，具體原因如下：

(1) 在安裝模板時(shí)，如果安裝位置不符合要求，就會(huì)在澆灌混凝土?xí)r產(chǎn)生變形現(xiàn)象，從而造成腹板的厚度沒有達(dá)到實(shí)際規(guī)格。(2)在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉力的過程中，如果不根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，在安裝波紋管時(shí)，波紋管所處的位置難以與設(shè)計(jì)位置相一致，從而給腹板的內(nèi)部作用力帶來影響。(3)灌漿過程中沒有按照設(shè)計(jì)的要求操作，甚至有些施工人員并沒有完成灌漿流程，大大降低了預(yù)應(yīng)力的作用效果。(4)施工過程中由于地基不穩(wěn)定，使橋梁的支架陷入地下，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。(5)箱梁的骨架鋼筋太密集，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不足。(6)施工結(jié)束后，由于不注重管理和保養(yǎng)，使混凝土的強(qiáng)度喪失，從而出現(xiàn)裂縫。

2.3 應(yīng)力松弛的原因

由于橋梁的使用年限過長，鋼筋的應(yīng)力開始逐漸減小，再加上混凝土收縮嚴(yán)重，就會(huì)給箱梁的預(yù)應(yīng)力帶來損害，因此腹板會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂縫。

3 裂縫的對(duì)策分析

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

目前，我國在設(shè)計(jì)橋梁的主拉應(yīng)力值時(shí)安全性能還不夠規(guī)范，需要借鑒國外的相關(guān)設(shè)計(jì)。T形梁與箱型梁之間存在一定的差距，需要研究出更科學(xué)的計(jì)算方法。在研究溫度應(yīng)力的過程中，需要運(yùn)用實(shí)際橋梁觀測的方式進(jìn)行分析，還可以根據(jù)我國及國外的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。除此之外，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)，需對(duì)彎鋼筋束做合理的設(shè)置，對(duì)于縱向的預(yù)應(yīng)力鋼筋需要用單排或者雙排交錯(cuò)的方式進(jìn)行。在設(shè)計(jì)非預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來安排，從而協(xié)助預(yù)應(yīng)力鋼筋。在對(duì)腹板還有混凝土的設(shè)計(jì)上，不僅要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還需要滿足相應(yīng)的厚度與強(qiáng)度。

3.2 優(yōu)化施工

在橋梁的施工過程中，為了避免腹板出現(xiàn)裂縫，首先需要嚴(yán)加管理，監(jiān)督施工人員的施工過程，確保每一環(huán)節(jié)都符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其次施工人員在澆灌混凝土過程中，需要觀察混凝土的緊密程度，嚴(yán)格按照澆灌的順序來掌握新舊混凝土的時(shí)間差，混凝土澆灌完成后，需做好后續(xù)的保養(yǎng)工作。再次，要檢查橋梁支架的穩(wěn)固性，施工時(shí)需要做橋梁承載力的測驗(yàn)，保證符合設(shè)計(jì)規(guī)格后才能開始使用。在混凝土的模板與橋梁支架的安裝過程中，需要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，安裝的位置不能偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并確保安裝后的穩(wěn)固性。所有的施工順序都需要按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。最后，預(yù)應(yīng)力的張拉也要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要保證孔道位置的準(zhǔn)確性，實(shí)際的偏差不能超出規(guī)定范圍之外。

4 結(jié) 語

隨著我國車流量的與日俱增，導(dǎo)致橋梁承載壓力不斷增大，從而使橋梁的腹板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，在一定程度下也會(huì)引發(fā)安全事故。所以，針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板出現(xiàn)裂縫的問題，需要有關(guān)部門提高施工的監(jiān)管力度與建設(shè)水平，確保預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的安全性能，并延長其使用壽命。

[1] 汪建群.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋早期開裂和遠(yuǎn)期下?lián)峡刂芠D].湖南大學(xué),2011.

[2] 彭留留.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋裂縫及控制研究[D].西南交通大學(xué),2011.

[3] 張建軍.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋腹板裂縫分析研究[D].華南理工大學(xué),2012.

2015-03-02

邱麗燕(1985-)，女，本科，研究方向：公路與橋梁。

U445

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1008-3383(2015)11-0158-01