孟庆祥
中交二公局东萌工程有限公司 陕西省西安市 710000
摘要:近些年我国整体经济建设发展迅速,其中一个重要因素是我国基础设施建设快速发展。在道路建设过程中,尤其在云贵川等省份,受地形影响,使得大跨度现浇箱梁桥具有很高的占比,而现浇箱梁桥施工中最常见的问题即为裂缝。裂缝分布部位一般在底板、腹板、顶板。裂缝产生的原因是多方面的,包括现浇箱梁设计构造、施工工艺、基础处理、支架方案、混凝土配合比、温差应力、混凝土收缩等因素,这些因素考虑不当均可产生裂缝。
关键词:现浇箱梁桥;常见裂缝分析;处治措施
引言
道路建设是我国基础设施建设中非常重要的组成部分,一直以来发挥着非常重要的作用,为我国基础建设贡献力量。现浇箱梁由于整体性好,跨越能力大,适应能力强而被广泛应用。其一般用于公路互通匝道桥,如整体式现浇梁桥,或有特殊跨越要求的桥梁,如跨度较大的悬臂现浇梁桥等。混凝土裂缝是现浇箱梁的主要外观病害,我们通过检查发现,无论新建桥梁还是服役一定时期的桥梁,现浇箱梁都或多或少存在一些裂缝,这些裂缝有的是施工原因产生,有的是受荷载作用产生。
1工程概况
某大桥主桥为预应力混凝土连续刚构桥,跨径组合为95m+2×180m+95m,上部箱梁采用变截面的单箱单室形式,顶板宽13.75m,底板宽7.5m。0#块箱梁高11m,顶板厚50cm,底板厚150cm,腹板厚80cm;合拢段箱梁高4m,顶板厚30cm,底板厚32cm,腹板厚50cm。引桥采用等截面预应力混凝土连续箱梁,单跨梁长30m,箱梁截面为单箱单室,箱梁高2m,顶板宽13.75m、底板宽7.5m,跨中截面顶板厚25cm,底板厚30cm,腹板厚50cm。
2现浇箱梁桥常见裂缝分析
2.1底板横桥向裂缝
该类裂缝在新建或现役桥梁中均能发现。其分布的位置比较随机,跨中或梁端附近均存在,有的沿横向钢筋等间距分布,没有延伸至腹板,宽度一般小于0.10mm,深度一般未超过保护层厚度。该类裂缝属于非受力裂缝,原因如下:1.大多数横向裂缝出现的位置不在梁体正弯矩最大的区域,有的距离桥墩较近,而出现横向裂缝的桥跨,其跨中处并没有横向裂缝分布。说明此类裂缝与结构受力关系不大。2.从箱型截面剪力滞效应分析,箱梁承受竖向荷载后,其腹板底部的正应力比底板大,因此如果梁体的抗弯承载力不够,将会先在腹板出现竖向裂缝,而不是仅出现底板横向裂缝。3.从某些桥梁荷载试验裂缝监测结果看,底板横向裂缝宽度在试验荷载作用下并没有太大变化,这也表明其为非受力裂缝。其产生的原因可能是底板横向钢筋保护层过薄,导致混凝土收缩开裂,或养生不到位产生的干缩裂缝。
2.2支架的不均匀沉降
如果连续箱梁支架的地基强度不够,在箱梁混凝土浇筑初期会由于支架的不均匀下沉而导致箱梁产生裂缝,其中墩顶除箱梁的横隔板及横隔板两侧的腹板最易产生裂缝,当翼板纵向分布的钢筋间距不均匀时,则容易引起翼板的开裂。
2.3底板斜向裂缝
该类裂缝位于梁端底板靠近支座处,裂缝倾斜角度由外向内,即由底板两侧向中间发展,往往多条平行分布。这是由于腹板在受力弯曲的同时向内扭曲,使底板下缘产生拉应力,在远离支座的位置会产生纵向裂缝,在靠近支座的位置由于底板同时受到支座的约束作用,使底板主应力迹线发生偏转,产生由外向内倾斜的斜向裂缝。该类裂缝属于局部受力裂缝。
3裂缝的处治措施
3.1合理安排混凝土的浇筑时间
应合理安排混凝土施工工序,尽量使底板、腹板混凝土一次浇筑完成,并尽快将内模及顶板钢筋制作完成后,浇筑顶板混凝土。新老混凝土先后浇筑的时间尽量控制在3-5天内,以防止先浇混凝土的基岩约束作用。浇筑时间应避开日照较足时段,并采用电子计量设备,确保混凝土配合比计量准确。浇筑混凝土应注意避开不利天气因素的影响。
由于现浇连续箱梁每次浇筑的混凝土量较大,往往要连续施工1-2天,所以要尽量避开雨、风等不利天气。对大风降温天气要给以足够的重视,特别是在浇筑箱梁顶板时,降温会使混凝土收浆压光尚未完成就产生裂缝。因此应做好保温措施。
3.2正确的拆架时间与方法
支架安装完成后,须经各方检查验收合格,并进行预压处理,最大程度消除支架变形。对于承重结构的部位要根据同样试件强度和龄期双向控制,强度达到设计强度的100%,一般在10-15天。重视对连续箱梁桥拆除时间的控制,既要考虑施工上模板周转的需要,又要考虑混凝土的温差不能太大,其温差应包括表面温度、内部中心温度和外界气温之间的温差。从箱梁施工的实际看,应该在规定的混凝土强度和容许温差范围内拆除模板,并且要及时进行保温养护。为了避免造成混凝土内外温差过大,腹板外模拆除后应有一定的保温时间,不得立即喷洒冷水进行养护。拆架时一定要先翼板、后底板、并必须从跨中对称地向两边拆除。支架拆除宜分阶段进行,先从跨中对称向两端松架,再对称从跨中向两端拆除,纵向对称均衡卸落横向应同时一起卸落。
3.3箱梁节段间施工缝处腹板裂缝
在实际施工时如果挂篮整体刚度不足,那么在浇筑过程中挂篮会产生较大程度的变形,最终导致吊带调节不灵的现象;另外还可能遇到混凝土浇注程序不对的问题,导致后端混凝土出现严重的开裂现象,为了解决这类问题,可采用以下办法:1.提高挂篮和模板刚度,进一步缓解变形现象的产生;2.从前向后开展混凝土浇筑施工;3.尽可能选用初凝时间较长的混凝土。
3.4施工质量
除了制定有效的裂缝处治措施,确保施工质量也是十分重要的。对于大型桥梁维修加固项目,急需建立和完善施工质量保证体系,以确保加固成果能够达到设计预期。我国虽未出台桥梁维修加固的质量评定及验收办法,但可考虑在项目审批及设计时就提前确定关键施工项目的检测指标及验收标准,对过程检测及监管提出具体要求。
3.5箱梁腹板斜裂缝
在设计箱梁的过程中,可能会因为腹板设计过薄、竖向预应力张拉不足、竖向预应力筋锚头锈蚀等因素的影响,导致箱梁腹板出现较为严重的斜裂缝,可采用以下措施解决:1.在竖向预应力张拉施工的过程中必须分阶段张拉和超张拉3%,避免预应力损失;2.张拉完成后尽快压浆封锚,在封锚之前仔细清理锚头槽孔,适当涂抹阻锈剂;3,尽量应用智能张拉设备控制张拉过程,确保张拉数据准确。
4悬臂现浇箱梁挂篮施工的重要性
1.可靠性需要,利用悬臂挂篮来进行施工工序较简单,随着建设的不断开展,悬臂挂篮的整体工作性质也会发生变化,伴随着施工阶段的推进,相应的措施也会不同,控制手法和控制工艺也要进行不同的改变,为了确保悬臂产生的数据准确,要控制好悬臂浇筑工艺。2.加强质量管理,数据的偏差会导致建设工程存在一定的误差,如在工程施工中不能及时的对误差进行改正,随着工程的推进,误差的累积,会使工程不稳定性受到影响,最终会留下安全与质量隐患,甚至有可能让工程严重偏离整个设计与使用要求,这样会带来巨大的经济财产损失,故须在施工悬臂箱梁工程时强调施工的安全性与可靠性,保证数据的稳定。3.后续调整工序,工程师们根据悬臂挂篮所采集的数据进行分析,分析桥梁现状,判断桥梁数据,并调整预计方案,确保后续工序顺利进行,可提升工程整体的安全性与可靠性,保证桥梁的统一性,使桥梁的建筑工艺能符合桥梁的使用要求。
结语
悬臂现浇箱梁裂缝的处治可遵循“把握重点、分类处治”的原则,对结构性受力裂缝,可采取整体加固措施;对局部受力裂缝,可进行局部预防性加固;对非受力裂缝,可采取封缝或灌缝的方法进行处理。桥梁维修加固应重视加固效果及质量,完善施工质量保证体系,加强过程监管,确保维修加固成果满足设计要求。
参考文献
[1]周泳涛,鲍卫刚,刘廷芳,等.桥梁加固工程关键技术研究[J].桥梁建设,2010,40(6).
[2]周建廷.桥梁加固机理及加固准则探讨[J].重庆交通学院学报,2010,20(3).
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