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摘要:近些年來,砼連續箱梁廣泛應用于公路橋梁建設中,且工藝日趨成熟。然而,施工過程中連續箱梁裂縫的產生成為困擾其發展的難題。本文針對砼連續箱粱施工過程中裂縫的產生原因進行分析,提出了箱梁裂縫的控制措施及辦法。并結合江蘇某橋工程實例加以分析,取得了良好的效果。
關鍵詞:連續箱梁,裂縫,控制措施
1引言
隨著我國各省市公路等級的提高和交通功能的變化,使砼連續箱梁橋的建設與日俱增,箱梁懸臂采用整體現澆混凝土施工工藝,橫向大懸臂的構造形式,尺寸和截面形狀變化增多。然而,在許多工程實際應用中我們發現,砼連續箱梁施工存在著明顯不足,其中最大的缺陷和不足就是施工裂縫問題。如果施工組織不力,則極易引起裂縫產生。砼開裂后將給橋梁造成各種不利的影響:(1)從使用安全來看,過多或者過大的裂縫寬度會影響結構的外觀,造成使用者心理上的不安全感;(2)從結構本身來看,裂縫的出現,減小了構件的截面面積,使得截面抗彎剛度降低,某些裂縫的發生或發展,將影響整個結構的使用壽命。
國內外關于砼連續箱梁裂縫問題已經有較多的研究。但是,大多數研究僅僅停留在表面,還不夠細致和深入。本文通過深入調查和實踐,對施工中砼連續箱梁裂縫的產生原因進行研究和總結,并提出了相應的裂縫處理及控制措施。
2裂縫的產生原因
1.1材料因素
(1)骨料因素。在砼中砂石起到骨架支撐的作用,一般不會因為其與水泥漿發生化學反應而降低水化熱,也不會因為水泥漿硬化而產生收縮,能在一定程度上抑制裂縫的出現。砂石太細時,則會使砼粘聚性增大、保水性好、易于施工。而且沙石太細容易導致干縮性較大、表面容易產生干縮裂縫;砂石太粗則容易使新拌砼產生泌水現象,從而影響砼的和易性。
(2)水泥因素。隨著時間的推移,水泥堿性物質或酸性物質會慢慢沉淀,這些物質含量過高會使砼產生酥裂;不同品質的水泥對水泥凝膠孔、水泥凝膠成分、毛細孔尺寸、形狀、數量和結構造成影響,進而影響到水泥的干縮性;水泥或集料中有害物質含量過多也會造成砼出現裂縫。
1.2設計因素
設計因素主要有:①構造設計不合理,實際結構受力與假設不相符,鋼筋錨固區尺寸或者鋼筋保護層厚度不滿足錨下砼的要求;②結構設計時圖紙沒有交代清楚,沒有考慮施工的種種可能性,設計斷面不足;③結構計算時部分結構漏算;④截面配筋面積不足。
1.3施工因素
(1)懸臂段產生裂縫。主要原因是:①預應力施加不足;②砼澆筑順序不當或掛籃未預壓重;③鋼束布置有誤;④錨固部位振搗不密實;⑤灌漿質量不好。
(2)合攏段產生裂縫。主要原因是:①頂、底板兩側受鎖口裝置和腹板的約束,頂、底板順橋容易產生裂縫;②砼在澆筑硬化過程中橫向收縮比較大。
(3)邊跨支架現澆段出現裂縫。主要原因是:①邊跨合攏時在支架與梁底之間產生較大的摩擦阻力;②豎向預應力張拉不足;③支架不均勻沉降。
1.4溫度變化因素
砼施工過程中連續箱梁懸臂受到主墩固結支座的約束,并且砼具有熱脹冷縮的性質,當內部結構穩定性或外部環境發生改變時,砼結構中即會產生應力,進而會發生變形,若應力超過砼抗拉強度時就會產生裂縫。
3裂縫的控制措施
(1)材料控制
為了減少裂縫的產生并使砼具有良好的抗滲性能,施工中常常采用降低水灰比的辦法。確定砼配合比時,盡量降低水灰比并減少水泥用量,以減少砼收縮,降低砼的絕熱溫升,以此滿足設計及施工工藝的要求,此外,應要特別注意粗細骨料的含水量和含泥量,嚴格控制原材料的技術指標和材料質量。對所選擇材料應進行仔細檢查,對不合格材料進行及時處理,使水泥含泥量控制在百分之一以下。
(2)施工工藝控制
①選擇合適的砼澆筑工藝,盡快將內模及頂板鋼筋制作完成后,澆筑頂板砼。為了防止先澆筑砼的基巖對后澆筑砼有約束作用,新老砼先后澆筑的時間差不應超過3-4天。合理安排施工工序,澆筑砼時應確保砼配合比的準確,一次澆筑砼的縱向長度不宜太長,盡量使腹板、地板砼一次澆筑完成。尤其注意當天氣溫較高時,澆筑的時間應選在傍晚之后。
、谶x擇合適的砼澆筑時間,在澆筑箱梁面層時,干旱地區的干熱風會使砼收漿壓光尚未完成就產生裂紋。由于現澆連續箱梁每次澆筑的砼量較大,往往要連續施工l-2天,所以澆筑砼應對大風降溫天氣給以足夠的重視,要盡量避開干熱風、暴雨、大雪等極端不利天氣。除此之外,氣溫瞬間驟降會使砼表面與內部產生過大的溫差從而使表面產生裂縫,因此應做好保溫措施。
、圩⒅仨诺酿B護,現澆連續箱梁施工中,多采用覆蓋草袋或澆水濕潤養生。對墩頂處加強復振,砼二次收面后及時覆蓋塑料薄膜,當砼硬化至可以上人時改用土工布覆蓋,然后灑水養護,養護期間在橫坡最低處砌筑擋水埂,從而確保飽水養護。砼的養生主要是保持適當的濕度和溫度條件。
(3)溫度控制
對箱梁頂底板、腹板內外側進行溫度監控,采集現場數據并進行分析,對主橋箱梁懸臂施工監控提供更精確的模板標高數據,盡量避免溫度變化對其造成的非線性影響。
4實例分析
4.1工程概況
江蘇某大橋主橋為28m+36m+2×60m+36m+28m砼變截面懸澆連續剛構,總長794.04m。截面為雙幅式單箱單室箱梁。北岸引橋為5×28m預應力現澆連續箱梁,南岸引橋為21跨20m預應力現澆連續箱梁,底板厚度、箱梁高度均呈現二次拋物線變化,跨中梁高為2.0m,箱梁根部梁高為3.7m;底板寬度,單箱為5.75m,厚度為0.45-0.25m;腹板厚度,主跨為0.7m,跨中合龍段及25m邊跨現澆段為0.5m;箱梁頂板全寬21.5m,厚度為0.25m,設有1.8%的雙向橫坡。
4.2裂縫監測
對該橋在施工的8#、9#橋墩右幅箱梁腹板進行裂縫檢測,其中:8#橋墩右幅箱梁共檢測出10條裂縫,包括上游內側面裂縫4條、下游外側面裂縫2條、下游內側面裂縫4條;9#橋墩右幅箱梁檢測出8條裂縫,包括上游內側面裂縫3條、下游外側面裂縫2條、下游內側面裂縫3條。
4.3裂縫控制措施
(1)水泥質量控制。水泥采用P.0.52.5水化熱較低的普通硅酸鹽水泥,單獨標號,批量生產,保證水泥質量穩定。
(2)配合比設計。配合比設計遵循砂率為39%.,水灰比取0.389低水灰比、高骨灰比、低砂率的原則進行。
(3)邊跨現澆段支架施工。支架拆除前橫、豎向預應力筋張拉完畢后進行澆筑,克服支座附近剪力過大出現斜裂縫。準確進行工況模擬預壓,支架平臺能夠自由伸縮,支架基礎進行嚴格的計算。
(4)懸臂澆筑段施工。預應力管道的埋設和預應力束張拉,以免由此產生的附加應力引發裂縫。施工前進行了準確的計算和模擬工況預壓,砼由外向內對稱澆筑。在混凝土強度達75%后將接頭鑿毛。
(5)合攏段施工。合攏段鎖口混凝土澆筑在l5。C時進行。合攏前后嚴格控制縱向預應力筋和合攏束的施工順序,準確計算合攏配重,分批張拉預應力束,避免墩頂出現過大水平分力。
5結語
砼連續箱梁產生裂縫是一個復雜的問題,目前仍有許多引起砼連續箱梁開裂的原因還不明確。因此,當施工過程中發生裂縫后,應當及時分析發生的原因,采取適當的措施控制裂縫的進一步發展,使其不至于對結構產生過大的危害,從而保證橋梁的按時竣工和正常使用。筆者將上述砼連續箱梁產生裂縫的控制措施,應用于江蘇某橋梁砼連續箱梁施工中取得了良好的效果。
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文章標題:砼連續箱梁施工裂縫產生原因及控制
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