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摘要：在连续箱梁桥施工中，墩帽是连接墩身与桥面的重要结构。桥梁上部荷载通过支座、墩帽传递到墩柱、基座上，保证桥梁结构稳定。但是在桥梁工程的实际建设中，经常会出现墩帽裂缝的情况。从裂缝成因上来看，主要与设计不合理、施工质量差有密切关系。本文以某桥梁工程为例，首先分析了墩帽裂缝形成原因，随后从构造加固、裂缝预防和裂缝处理方面展开了简要分析。
关键词：连续箱梁；墩帽；裂缝成因；加固处理
引言：构造裂缝在连续箱梁施工中是一种较为常见的质量问题。根据裂缝发生位置的不同，其形成原因也有很大差异。墩帽作为整个桥梁中的关键连接点，既是裂缝的多发位置，也是需要进行加固的重点位置。如果裂缝形成并且没有采取行之有效的处理措施，裂缝还将继续扩大、发育，最终对整个桥梁的结构稳定和使用安全构成威胁。为此，无论是在桥梁建设环节，还是后期投入使用，都要加强对墩帽裂缝问题的重视与监测，既要防范裂缝的发生，又要确保在裂缝出现后能够得到及时、有效的处理，延长桥梁使用寿命。
一、工程概况
某市政桥梁全长167.6m，上部采用30m+60m+60m+30m的四跨连续梁桥。横截面为单箱双室，宽度为21.7m。下部采用实体型桥墩，承台顶面为12.0m长的实体墩帽，墩帽采用C40混凝土。在桥0#块张拉预应力筋时，发现墩帽表面出现了几处长度在10mm-80mm不等，宽度在0.05mm-0.40mm不等的裂缝。
二、连续箱梁墩帽裂缝成因分析
1、工程设计不合理
（1）墩帽应力过于集中
墩帽部分高度不一致，在支座墩帽总厚度2.0m，支座之间的墩帽厚为1．5m，墩帽刚度不一，墩帽顶面受拉，引起墩帽断面突变的转角处应力集中，导致混凝土拉应力的增加。墩帽的裂缝出现在截面突变的角落，裂缝方向与主拉应力垂直。
（2）支座位置不当
结合桥梁的设计图纸可以发现，边支座中心位置过于靠外，距离桥墩的边缘位置只有300mm的距离。这种情况下，随着后期支座所受荷载的增加，大部分应力作用于桥墩边缘，发生偏压现象，墩帽顶面受到一个向外的拉力，在应力集中位置出现撕裂。
（3）墩帽顶面配筋不科学
最大弯曲应力在支座之问墩帽凹槽顶面转角处，但设计在凹槽处未配置通长钢筋，只在支座下设置钢筋，承受局部压应力，无法平衡拉应力，引起混凝土开裂的主要原因。钢筋偏少，造成或加剧混凝土的开裂。转角不设局部构造钢筋导致应力集中引起混凝土开裂。
2、施工质量不过关
（1）模板方面的问题
模板安装前，未对模板质量进行严格检查。本次桥梁工程中，所用模板中有一部分为重复使用，个别模板存在变形、裂缝等问题，现场施工人员没有及时更换。后期浇筑混凝土后，裂缝位置出现了漏浆情况，是导致墩帽裂缝的一方面原因。另外，模板安装后，没有复查模板对接部位是否密封，如果相邻两块模板之间缝隙较大，也有可能导致漏浆，墩帽混凝土有较大概率发生干缩裂缝。
（2）钢筋方面的问题
墩帽部位的钢筋施工中，构造钢筋的数量较少，后期浇筑混凝土后，无法提供有效的承载力，引起混凝土开裂。还有就是在墩帽应力集中的凹槽、转角位置，没有根据受力特点增加钢筋密度或是钢筋直径，也会因为承载力无法满足抵消荷载力，进而导致墩帽混凝土发生裂缝。
除了钢筋施工不合理外，钢筋自身存在质量问题，例如钢筋出现了较为严重的锈蚀问题等，也有可能导致钢筋与混凝土无法牢固的粘结在一起，是引发裂缝的又一原因。
（3）混凝土方面的问题
墩帽采用C40混凝土浇筑形成，混凝土的性能与质量，除了会直接影响墩帽的承载力与稳定性，还会与裂缝的形成有密切关联。例如，在本次桥梁工程中，由于桥梁施工现场没有足够大的空闲场地，只能采取从附近拌合站运输商品混凝土的方式，满足现场桥梁施工所需。但是，使用砼车运送商品混凝土，如果运输时间较长，可能会导致混凝土出现离析、泌水，进而影响其性能，增加了混凝土发生裂缝的概率。另外，在墩帽混凝土浇筑完成后，理论上来说至少需要养护28d，待混凝土完全硬结且经检验强度达标后，再进行上部结构施工。但是有些建设单位为了追赶工期，没有达到既定的养护时间就开始施工，也会造成混凝土裂缝。
三、连续箱梁墩帽的加固处理
1、构造加固方法
做好墩帽加固处理，是预防裂缝发生的有效举措。在本次工程中，重点从以下几个方面采取了重点加固：（1）端面处理。墩帽作为中间连接构造，下端面连接的是墩柱，上断面连接的箱梁。在施工时，需要要将墩柱顶面进行整平处理，对于裸露的钢筋应控制露出长度不超过50mm。并且在预应力锚下，布设双层钢筋网片，或是单层钢板。（2）凹槽处理。将凹槽内杂物清理干净，并保证凹槽内表面光滑。有凹凸不平的，需要进行整平处理，有钢筋露出的，需要进行补强。（3）预应力孔处理。对照设计图纸，检查预应力孔的孔深、直径是否符合设计要求。预应力筋应采用包管的方式布置，起到保护预应力筋的目的。
2、墩帽裂缝预防
为了预防裂缝的发生，除了科学设计桥梁方案外，还应加强施工过程中的质量管控和细节处理。结合上文的裂缝成因分析，在施工过程中需要采取的裂缝预防措施有：安装模板前，应对模板进行检查，确保模板质量完好，不存在裂缝、穿孔等情况。布设钢筋时，应注意结合设计方案，科学进行钢筋选型，钢筋的型号、数量以及布设方式等，需要严格按照设计方案来进行。特别是对于凹槽、转角位置，由于应力集中，应适当增加钢筋密度和直径，以保证满足承载要求。混凝土浇筑施工是防止墩帽裂缝发生的关键因素。首先要保证混凝土质量合格，像强度、密度等性能指标，必须经检验满足工程建设标准。其次就是要在混凝土浇筑结束后，立即组织开展养护作业，可以有效避免墩帽混凝土因为温差过大、失水过快等原因发生裂缝。
3、既有裂缝处理
在连续箱梁工程的墩帽施工中，有时候即便是从设计与施工环节采取了相应的预防措施，但是还是因为各种不可控因素，导致墩帽部位发生了裂缝。对于已经形成的裂缝，一方面是要做好裂缝监测，观察裂缝的发育情况。如果观察一段时间，裂缝没有扩大迹象，可以不予处理。如果裂缝的长度、宽度持续增加，则必须要查明墩帽裂缝成因，并采取相应的处理措施。例如，因为应力集中导致裂缝发生的，需要在应力集中位置，适当增加支撑构件的数量，通过分担荷载的方式，将实际荷载降低至允许范围以内，可以组织裂缝的发育和扩张。另外，本次工程中发现的墩帽裂缝宽度不足0.5mm，可以采用灌浆封堵法进行处理。
结语：在连续箱梁桥建设过程中，裂缝问题需要已经高度重视，如果任由裂缝发育，将会对桥梁的寿命与安全造成损害。墩帽作为连接墩柱与桥梁的关键节点，是桥梁中比较容易发生裂缝的位置。对于此类问题，一种措施是优化桥梁结构设计，通过提前做好受力分析，合理设计墩帽支座位置、配筋方式；另一种措施则是严格施工管控，重点从模板、钢筋、混凝土三个方面，加强质量监管，也是预防墩帽裂缝的有效措施。另外，还要密切做好墩帽监测，发现出现裂缝后及时处理，保证桥梁的运行安全。
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