大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁防開裂的施工技術(shù)分析

徐 清

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 工程簡介

某大橋主橋?qū)儆谶B續(xù)剛構(gòu)箱梁，變截面為（95+175+95）m。左右幅箱梁使用標(biāo)準(zhǔn)為C55的混凝土建成了單室單箱截面。從橫、縱、豎3個(gè)方向形成了預(yù)應(yīng)力體系。由于在施工過程中使用的技術(shù)為大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁，后期使用中經(jīng)常出現(xiàn)大小不同的裂紋，嚴(yán)重影響了大橋的質(zhì)量。在修建此特大橋時(shí)，建筑單位主要研究了防開裂技術(shù)，調(diào)查了開裂的具體原因，不斷調(diào)整施工計(jì)劃，有效的控制了裂縫問題。

2 使用連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁技術(shù)時(shí)出現(xiàn)裂縫的原因

2.1 材料原因

（1）水泥的質(zhì)量。施工過程中使用連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁技術(shù)時(shí)，若所用的水泥經(jīng)歷了風(fēng)化，就會(huì)影響水泥的質(zhì)量。澆注操作和攪拌混凝土?xí)r，若使用了這種水泥，則混凝土開始凝固時(shí)，很有可能出現(xiàn)不同形狀的小裂縫。

（2）水泥的水化熱反應(yīng)。施工過程中使用連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁技術(shù)時(shí)，施工點(diǎn)若以300kg/畝的標(biāo)準(zhǔn)使用水泥，則絕熱環(huán)境中，混凝土便會(huì)發(fā)生水熱化反應(yīng)，混凝土的內(nèi)部溫度就會(huì)升高直至≥35℃，同時(shí)混凝土的外部會(huì)釋放熱量，當(dāng)混凝土內(nèi)外部的溫差過大時(shí)，就有裂縫出現(xiàn)。

（3）骨料的性質(zhì)。若構(gòu)成混凝土構(gòu)件的泥份與骨料的pH值＞7時(shí)，則該構(gòu)件極易產(chǎn)生裂縫。可以將最小尺寸≥810mm的混凝土構(gòu)件當(dāng)作大體積的混凝土使用，但大體積混凝土的內(nèi)外部會(huì)產(chǎn)生較大的溫差，內(nèi)部受熱有膨脹的趨勢，會(huì)因?yàn)橥獠康募s束發(fā)生形變，在這種情況下，出現(xiàn)裂縫的幾率很大。

2.2 施工工藝

（1）沒有按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝模板，若選擇厚度過大的腹板，則會(huì)對箱梁的自重產(chǎn)生影響；若選擇厚度過小的模板，就會(huì)降低其抗裂性能，兩種情況都會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂。

（2）施工時(shí)使用連續(xù)鋼構(gòu)橋箱梁技術(shù)時(shí)，若混凝土澆筑操作不合理、選擇的建筑材料不適宜或只要求混凝土的硬度不注重其綜合性能，都會(huì)出現(xiàn)由于混凝土的施工質(zhì)量不合格導(dǎo)致影響工程質(zhì)量的問題[1]。

（3）修建混凝土的構(gòu)件時(shí)，若振搗混凝土的密實(shí)度較低，或選擇的鋼筋材料、使用的加工技術(shù)不當(dāng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土的構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。

2.3 設(shè)計(jì)因素

2.3.1 腹板斜向開裂原因

以前在連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁施工時(shí)，采用的預(yù)應(yīng)力束是縱向直線型的，在豎直方向設(shè)立預(yù)應(yīng)力筋，能巧妙地減小了主拉應(yīng)力。但通過實(shí)際工程施工發(fā)現(xiàn)，箱梁高度所受的限制因素較多，故豎直方向上只能設(shè)立長度較小的預(yù)應(yīng)力筋，這樣就增大了錨具的損失。若長時(shí)間使用連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁結(jié)構(gòu)，很容易產(chǎn)生裂縫[2]。目前，施工過程中使用連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁技術(shù)時(shí)，就會(huì)設(shè)置預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，這樣既能增大抗彎能力，又能使動(dòng)恒載剪力得到平衡，進(jìn)而減小剪應(yīng)力。

2.3.2 頂?shù)装蹇v向與橫向開裂原因

縱向開裂：（1）計(jì)算的溫度應(yīng)力較低。以前，設(shè)計(jì)、修建連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的構(gòu)件時(shí)，只對翼緣和梁體之間的溫度進(jìn)行了規(guī)定為6℃，但根據(jù)大量的實(shí)際工程顯示，這個(gè)溫度不能滿足實(shí)際工程的需求。通過不斷的研究調(diào)試，最適合連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的溫度應(yīng)力應(yīng)適當(dāng)＞活載應(yīng)力。（2）縱向的預(yù)應(yīng)力比較大。設(shè)計(jì)連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的構(gòu)件時(shí)，要按照標(biāo)準(zhǔn)對壓應(yīng)力進(jìn)行部分預(yù)留，若預(yù)留得比較多，則會(huì)在豎直方向上有一個(gè)對混凝土的構(gòu)件拉應(yīng)變，進(jìn)而造成縱向開裂。

橫向開裂：在設(shè)計(jì)連續(xù)剛構(gòu)橋箱時(shí)，配置的預(yù)應(yīng)力束一定要滿足工程需求，一旦不足就會(huì)降低截面的強(qiáng)度，進(jìn)而就會(huì)在混凝土構(gòu)件的水平方向出現(xiàn)裂縫。

3 預(yù)防開裂的方法

3.1 混凝土因素

（1）對水泥的等級、品種認(rèn)真篩選，杜絕使用水化速度快的水泥。修建此特大橋時(shí)使用的水泥是由本地一家水泥公司提供的，水泥標(biāo)準(zhǔn)為P.O42.5，用該水泥修建連續(xù)剛構(gòu)梁部最合適。（2）本地區(qū)只有水洗砂和機(jī)制砂，細(xì)度遠(yuǎn)低于中粗砂，達(dá)不到施工要求，因此從湖南岳陽運(yùn)來了黃砂，根據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)符合建筑材料標(biāo)準(zhǔn)。（3）嚴(yán)格把控外加劑的質(zhì)量，按照規(guī)定的比例標(biāo)準(zhǔn)添加外加劑，這樣就能有效的降低水灰比，減小混凝土的收縮應(yīng)力，進(jìn)而增強(qiáng)混凝土的抗裂能力。（4）完善配合比。配置混凝土?xí)r盡可能減少水泥的摻入量，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把控水灰比、砂率，根據(jù)實(shí)際工程的需求調(diào)整配合比，確?；炷劣休^強(qiáng)的和易性。

3.2 施工因素

（1）振搗時(shí)要快插慢拔，控制振搗用時(shí)，不能出現(xiàn)漏振、過振，通過二次振搗使混凝土有一定的緊密度。凝固前二次抹面防止表面開裂。（2）通過撒水、土工布覆蓋等方法對新澆注的混凝土進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)，盡量讓混凝土的表面保持濕潤，避免發(fā)生早期收縮。（3）施工過程中將橋梁的澆注分為兩步，澆筑工作要在夜間進(jìn)行，兩步澆注時(shí)間間隔不能過長。要在箱梁的外部不斷撒水，內(nèi)部儲(chǔ)水，控制溫差。（4）重慶夏季的溫度較高，白天的平均溫度為36℃，過高的溫度會(huì)影響混凝土的澆注效果，因此要在夜間完成澆注，避開高溫天氣的影響。

3.3 結(jié)構(gòu)應(yīng)力因素

3.3.1 頂板開裂

防止開裂的方法：（1）當(dāng)混凝土的彈性模量與強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行張拉。（2）在開始混凝土的二次澆注前，一定要保證已澆筑混凝土是濕潤的，這樣才能解決結(jié)合部的干濕問題。（3）塊段間的連接強(qiáng)度需要加強(qiáng)，及時(shí)清理松散層與浮漿。（4）混凝土要選擇低收縮性的。（5）提前對工序進(jìn)行詳細(xì)安排，嚴(yán)格按照規(guī)定時(shí)間完成施工。

3.3.2 底板開裂

防止開裂的方法：（1）預(yù)應(yīng)力管道必須根據(jù)設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)確安裝，并進(jìn)行加固處理，確保下方混凝土的厚度符合要求。（2）澆注完混凝土后要開鑿?fù)饪?，及時(shí)調(diào)整內(nèi)外部的溫差。（3）上下層的主筋和閉合箍筋的連接要牢固。（4）要縮短修建1號塊和0號塊之間的時(shí)間間隔。

3.3.3 齒板開裂

齒板混凝土在張拉過程中會(huì)受到?jīng)_切力，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。在安裝鋼筋時(shí)，必須要根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)量、尺寸進(jìn)行，通過振搗混凝土，加強(qiáng)其緊密度，完成澆注后還需要定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3.4 腹板斜向開裂

防止開裂的方法：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)確安裝模板，并加固，確保腹板的厚度符合要求。（2）通過伸長量和張拉力的雙控操作二次張拉豎直方向的精軋螺紋鋼錨，對壓漿的質(zhì)量進(jìn)行控制，然后進(jìn)行壓漿、封錨。

3.3.5 合龍段開裂

邊界的約束會(huì)讓混凝土水化收縮，若預(yù)期添加的作用力＜實(shí)際使用中承受的力，便會(huì)開裂。防止開裂的方法：（1）搭建合龍段的骨架時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。（2）選擇每天溫度最低的時(shí)段澆注合龍段的混凝土。（3）將微膨脹劑按照適當(dāng)?shù)谋壤砣牒淆埗蔚幕炷林?，降低其收縮程度。（4）對澆注完的混凝土及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3.6 錨墊板四周開裂

由于錨后沒有按照規(guī)定安裝鋼筋，導(dǎo)致錨墊板四周的混凝土強(qiáng)度較低、緊密度不足。必須嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)方案的規(guī)定安裝鋼筋，對錨墊板周圍的混凝土要加強(qiáng)振搗，等混凝土的強(qiáng)度符合要求后進(jìn)行張拉。

4 結(jié)束語

綜上所述，徹底解決大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁出現(xiàn)裂縫這一問題是比較困難的，通過對此特大橋的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只要盡早找到開裂的原因，及時(shí)進(jìn)行控制，就能有效地解決裂縫問題 ，此工程對之后的施工而言非常有參考價(jià)值。