體外索張拉過(guò)程中轉(zhuǎn)向塊混凝土開(kāi)裂的解決措施

閆云友 李華萍

摘 要：巴拿馬大西洋橋西側(cè)引橋P33號(hào)與P34號(hào)橋墩跨間編號(hào)為0837號(hào)體外索張拉過(guò)程中，箱梁內(nèi)靠近P33號(hào)墩一側(cè)TSD34.3轉(zhuǎn)向塊底部位置的混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂，文章將分析轉(zhuǎn)向塊結(jié)構(gòu)開(kāi)裂所產(chǎn)生的原因并介紹施工現(xiàn)場(chǎng)采取的解決措施。

關(guān)鍵詞：巴拿馬運(yùn)河；西側(cè)引橋；體外索；轉(zhuǎn)向塊；混凝土開(kāi)裂

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）10-0114-03

Abstract： When the external tendon of 0837 between the piers P33 and P34 in west viaduct of Atlantic bridge in Panama is being stressed， serious cracks appeared at bottom of the concrete of TSD34.3 deviation block in the box girder close to Pier 33， this paper will analyze the cracking reasons taken place in the deviation block and introduce the solutions performed on site.

Keywords： Panama Canal； west viaduct； external tendon； deviation block； concrete cracking

1 工程概況

巴拿馬大西洋橋（也稱(chēng)巴拿馬運(yùn)河三橋）橫跨巴拿馬運(yùn)河大西洋入?？?，連接北部科隆省首府科隆市與城市西郊，由斜拉橋主橋和兩側(cè)引橋組成，橋梁部分總長(zhǎng)3159m。

該橋主橋?yàn)殡p塔雙索面混凝土箱形梁斜拉橋，斜拉橋主跨530m，兩側(cè)邊跨對(duì)稱(chēng)布置為181m+79m。西側(cè)引橋部分，總包對(duì)部分跨徑作了調(diào)整，調(diào)整后的的跨徑組成（如圖1，兩側(cè)引橋尺寸線下面括號(hào)里的數(shù)字為原設(shè)計(jì)跨徑組合）為：通往玻利瓦爾路（Bolivar Road）側(cè)（東側(cè)）引橋跨徑組成為12×45m+（74m+125m+74m）+（74m+2×78m+74m），通往加通路（Gatun Road）側(cè)（西側(cè)）引橋跨徑組成為（74m+5×82m+62m）+78m+8×45m。其中兩側(cè)引橋中45米跨段采用連續(xù)頂推法施工。

2 西側(cè)引橋頂推施工梁段體外索布置

圖1中所示P41號(hào)墩至33號(hào)墩之間8跨45米梁段為西側(cè)引橋連續(xù)頂推施工梁段，箱梁內(nèi)體外索布置如圖2所示。

3 轉(zhuǎn)向器周?chē)炷灵_(kāi)裂及修復(fù)措施

3.1 轉(zhuǎn)向器周?chē)炷灵_(kāi)裂情況

根據(jù)張拉數(shù)據(jù)記錄表記錄數(shù)據(jù)，西側(cè)連續(xù)頂推梁段33號(hào)墩和34號(hào)墩之間45米跨箱梁內(nèi)0837號(hào)體外索張拉過(guò)程中，在千斤頂張拉油壓達(dá)到計(jì)算張拉力對(duì)應(yīng)油壓的97%時(shí)， TSD34.3號(hào)轉(zhuǎn)向器周?chē)幕炷脸霈F(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂，開(kāi)裂情況如圖3所示。

根據(jù)圖2可知，0837號(hào)和0838號(hào)體外索本是作為日后橋梁加固或更換時(shí)的預(yù)留索，在橋梁新建時(shí)是不穿束的，但因與0838一組四根體外索中的832號(hào)索在P34號(hào)墩對(duì)應(yīng)箱梁錨固區(qū)預(yù)埋鋼管定位方向錯(cuò)誤，導(dǎo)致拉索不能正常安裝，因此改用預(yù)留索作為工作索。

3.2 轉(zhuǎn)向塊混凝開(kāi)裂的主要原因

3.2.1 設(shè)計(jì)原因

在施工方提交的不合格報(bào)告中，對(duì)施工圖轉(zhuǎn)向塊內(nèi)加強(qiáng)筋的布置進(jìn)行了檢查分析，發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)器鋼管尾端周?chē)訌?qiáng)鋼筋布置不集中，難以避免混凝土局部應(yīng)力過(guò)大而失效。

3.2.2 施工原因

偏轉(zhuǎn)器鋼管定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致體外索張拉時(shí)，轉(zhuǎn)向器位置側(cè)向受力大大增加，導(dǎo)致混凝土局部受力過(guò)大而失效。該橋施工過(guò)程中，施工方申請(qǐng)加大了管道安裝位置允許偏差，將位置坐標(biāo)（Y，Z）允許偏差由設(shè)計(jì)要求的+/-6.35mm加大至+/-20mm。雖然技術(shù)組并不贊同，但從施工中測(cè)量得到的轉(zhuǎn)向器鋼管安裝位置坐標(biāo)可以看出，實(shí)際偏差比申請(qǐng)更改后的偏差還要大。從表1列出的TSD34.3位置箱梁北側(cè)（以箱梁順橋向中心軸線為基準(zhǔn)）一組四根轉(zhuǎn)向鋼管出口位置座標(biāo)及偏差計(jì)算結(jié)果可以看出，轉(zhuǎn)向器鋼管在S3斷面的位置偏差均比更改后的允許偏差大。

3.3 修復(fù)方法

（1）在開(kāi)裂的混凝土塊對(duì)需鑿去位置劃線，劃線應(yīng)包絡(luò)所有裂縫，然后鑿去所有的在張拉過(guò)程中產(chǎn)生的開(kāi)裂混凝土。

（2）為了抵抗體外索張拉時(shí)產(chǎn)生的向外的橫向應(yīng)力，在箱梁內(nèi)對(duì)稱(chēng)的兩偏轉(zhuǎn)塊結(jié)構(gòu)之間增加一斷面尺寸為800mm×400mm（如圖4）的橫梁對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，在橫梁澆注的混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到50MPa后，重新對(duì)體外索進(jìn)行張拉（加固并修復(fù)后的轉(zhuǎn)向塊見(jiàn)圖5）。

（3）為了減小體外索張拉時(shí)轉(zhuǎn)向鋼管端部受力，在混凝土開(kāi)裂區(qū)的混凝土移除后，在原混凝土破壞區(qū)的鋼管端部外周墊一層軟性材料（如橡膠），深度幾厘即可，在體外索張拉時(shí)，軟性墊層可以適應(yīng)鋼管部分變形，減小混凝土局部所受應(yīng)力，在體外索張拉后，移除軟性墊層，并用無(wú)收縮水泥漿填補(bǔ)轉(zhuǎn)向鋼管周?chē)瞥龎|層后的空隙。

為了橋梁安全，對(duì)已建箱梁結(jié)構(gòu)的相應(yīng)預(yù)留索轉(zhuǎn)向器位置進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)存在有同樣安全隱患的結(jié)構(gòu)，采用同樣的加強(qiáng)方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。東側(cè)引橋，在相應(yīng)位置增加加強(qiáng)筋對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)設(shè)計(jì)，P33與P34號(hào)橋墩之間45米跨內(nèi)0837和0838號(hào)體外索對(duì)應(yīng)的孔道為備用孔道，之所以在橋梁新建時(shí)被用作工作索，主要是因?yàn)?832號(hào)體外索在P34號(hào)橋墩處箱梁錨固區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)向鋼管預(yù)埋時(shí)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)位置，導(dǎo)致索體無(wú)法正常安裝，雖然施工方在鋼管出口處增加轉(zhuǎn)向糾偏鋼管進(jìn)行補(bǔ)救，但仍不能達(dá)到索體設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向要求。在張拉0837號(hào)體外索時(shí)，TSD34.3轉(zhuǎn)向塊混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂，使引橋頂推施工段箱梁內(nèi)轉(zhuǎn)向鋼管周?chē)訌?qiáng)筋不集中及施工方加大管道安裝位置允許偏差的隱患得以暴露，避免了在橋梁后期維護(hù)過(guò)程中起用并張拉備用索時(shí)引發(fā)安全事故，為東側(cè)引橋體外索施工質(zhì)量控制積累了經(jīng)驗(yàn)。

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