中铁二十局集团第六工程有限公司
摘要：现阶段中国经济稳步发展，随着西北地区经济的崛起，西北地区高速公路建设发展迎来新局面，根据黄蒲高速公路箱梁预制实际施工经验，总结出梁面非预应力裂纹产生的原因和防止裂纹产生的控制措施。研究结果有助于解决预应力混凝土公路桥箱型梁在西北干旱地区施工时经常出现的早期病害问题。
关键词：高速公路、箱梁预制、非预应力裂纹
1工程概况
续建黄龙至蒲城高速公路位于陕西境内，途经延安、渭南两市，整个地区地貌形态由北向南主要为：黄土台塬、黄土沟壑区、河谷阶地、山前倾斜平原地貌。蒲城段起点（K60+753）位于蒲城县罕井镇武仪村（与白水河大桥南岸桥头连接），终点（K82+128.450）位于蒲城县城关镇转弯村（S106以南260m处），路线全长21.375km，线路终点与已经建成的渭蒲高速相接，路基宽度26m,设计为双向四车道高速公路，设计时速100km/h。蒲城段设大中桥2座(304.16m)、互通立交1座、分离立交5座、通道桥（汽车通道）10座、天桥8座，顶进式框架桥1座（下穿包西铁路），通道33处，涵洞19道，互通立交1处、收费站1处。其中40m箱梁48片，25m箱梁128片。
2关键技术
2.1预制梁梁面裂纹产生的原因
2.1.1温度原因
西北地区白天温度高、日照时间长并且空气的相对湿度小，导致混凝土的粗、细骨料温度高、拌合水的温度高，从而促使混凝土出机温度超过规范要求不大于30℃的要求。
箱梁的钢筋、模板在温度较高的日光下暴晒，也会使其自身的温度高于规范要求的35℃。
2.1.2施工配合比
在西北地区特殊的气候环境下施工，以前成熟的高性能箱梁施工配合比已不再适用于西北干旱地区，特别是箱梁顶板顶层混凝土施工时，一定要控制混凝土的坍落度。
2.1.3混凝土收面施工工艺
在高温、干燥气候下施工，普通的收面工艺和收面的遍数已不能满足高蒸发量、高水化热给混凝土表面带来的收缩裂纹。
2.1.4养护不及时
传统的箱梁顶板养护是混凝土初凝后覆盖土工布，然后洒水、保湿养护。这种养护工艺远不能满足西北干旱、高温、相对湿度小的气候环境。
2.2预制梁产生梁面裂纹的控制措施
2.2.1控制混凝土的出机温度
降低混凝土原材料的温度。砂、碎石料仓采用封闭式的厂棚结构，在每个砂、碎石仓顶部设置4个GDF2.5-4型轴流风机，加速料仓内空气流动，降低砂、碎石的温度。
混凝土拌合用水的蓄水池顶部加遮阳盖，同时向蓄水池内投掷冰块降低拌合用水的温度。各种混凝土原材料混凝土控制温度见混凝土热工计算表：
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2.2.2降低模板温度
夏季空气温度很高，导致钢模板温度超过规范规定的模板温度不能大于35℃的要求，箱梁混凝土施工前要对模板进行降温。腹板采用每侧端头放置1台射程20m的雾炮对腹板进行喷雾降温。底板采用每端放置1台GDF2.5-4型轴流风机对底板进行降温。
2.2.3控制顶板混凝土坍落度
传统工艺在浇筑箱梁顶板混凝土时会适当调大混凝土的坍落度，但在西北干旱、相对湿度小的环境下施工箱梁，调大坍落度是产生梁面裂纹的直接原因。由于梁面存在排水坡，如果混凝土坍落度大，提浆整平机在初步整平梁面时，会把浮浆赶到梁面挡砟墙内侧。浮浆干缩大，在混凝土硬化过程中会不可避免的产生裂纹。根据实际施工总结的数据分析，箱梁顶板混凝土坍落度应控制在160～180这个范围内。
2.2.4控制收面次数
黄蒲高速公路第三项目部梁场箱梁顶板混凝土采用三次收面一道压光工艺。第一次收面用提浆整平机塑形，造出梁面的排水坡度；第二次收面采用木抹子用力揉搓混凝土表面，使梁面表层混凝土密实，同时可以赶走多余的浮浆；第三次用铁抹子精准收面，解决木抹子留下的混凝土表面的毛刺；最后一道收面工艺用铁抹子压光，让混凝土表面再次密实，这种收面工艺有效减少了混凝土在硬化过程中产生的收缩裂纹。
2.2.5梁面覆盖薄膜
传统的混凝土养护是在混凝土初凝后洒水覆盖养护，这种养护方法已无法满足在西北地区气候干燥、空气相对湿度小，温度高、蒸发量大的环境下生产箱梁的要求，因此必须利用混凝土收面完成后和初凝前对混凝土进行早期养护。梁场利用预制箱梁专用收面台车，采用人工的方式将塑料薄膜全断面覆盖在箱梁顶面，减少混凝土表面水分挥发。利用水蒸气循环降低因早期水化热过高引起的裂纹，从而解决了收完面后混凝土没有初凝，不能直接洒水保湿养护降低混凝土水化热、减少混凝土早期收缩裂纹的矛盾。
2.2.6遮阳覆盖洒水保湿养护
根据试验室预制箱梁施工配合比试验总结数据，收面完成后3个小时混凝土已初凝，此时组织5名工人将梁面的塑料薄膜掀起、收走，再次利用，然后对梁面用土工布全覆盖，洒水养护，养护用水的温度和梁体顶面混凝土的温度差值应保证小于15℃。
利用预制梁场专用的遮阳喷淋棚遮住阳光，同时在遮阳喷淋棚下面设置纵向间距2m、横向间距2.2m的喷头进行喷淋养护顶板的工作。减少因干燥的气流使混凝土急剧失水，从而阻止混凝土表面裂纹的产生。遮阳喷淋棚结构见附图1、附图2。
3结语
公路桥预应力混凝土箱梁梁面裂纹产生的原因复杂，特别是在西北干旱、少雨、温度高、空气相对湿度小的情况下更容易产生干缩裂纹。因此施工过程中每道工序都要科学管理、严格控制，特别要注重梁体的早期养护，正确把握养护开始时间和养护周期，避免由于梁面裂纹缺陷造成的梁体耐久性不符合设计要求。
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附图1遮阳喷淋棚平面构造图
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附图2遮阳喷淋棚立面构造图
参考文献
[1]JTG/TF50－2011公路桥涵施工技术规范.
[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范.
作者简介
王东亮，工程师，1999年毕业西安建筑科技大学，现任中铁二十局银昆高速公路LJ09-1标项目经理部项目经理。