大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁防開裂的施工技術(shù)

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摘要：根據(jù)重慶黔江至湖北恩施高速公路阿蓬江特大橋施工實(shí)踐，系統(tǒng)介紹了大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁防開裂施工技術(shù)。對(duì)于混凝土、施工等原因影響可能導(dǎo)致箱梁出現(xiàn)裂縫的成因進(jìn)行了分析，有針對(duì)性的采取了一些裂縫預(yù)防和控制的措施，確保了施工的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁；裂縫；施工技術(shù)；預(yù)防控制措施

1工程概況

阿蓬江特大橋位于重慶市黔江區(qū)舟白鎮(zhèn)縣壩村，為重慶黔江至湖北恩施高速公路全線控制性工程，主橋?yàn)椋?0+170+90）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁。左右幅箱梁采用單箱單室截面，箱梁混凝土采用C55混凝土。預(yù)應(yīng)力采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋經(jīng)常在施工中就容易出現(xiàn)不同程度的裂紋，造成大橋質(zhì)量難以控制，給后期運(yùn)營(yíng)埋下隱患。在阿蓬江特大橋施工中，我們將防開裂施工技術(shù)列為重要研究項(xiàng)目之一，通過分析裂縫產(chǎn)生原因，完善施工措施，有效的避免了裂縫的產(chǎn)生。

2裂縫原因分析及預(yù)防控制措施

2.1混凝土原因

混凝土產(chǎn)生早期收縮裂縫的原因有：①水泥水化熱影響。有的水泥比表面積較大，水化速度快、水化熱集中、需水量大，夏季施工容易造成收縮裂縫。②外加劑選型影響。外加劑雖然能夠減少拌和用水量，但部分外加劑質(zhì)量較差，含有的有害物質(zhì)會(huì)加大混凝土的收縮，混凝土由初凝到終凝的時(shí)間減短，短時(shí)間內(nèi)水分急劇缺乏造成表面裂縫。③骨料影響。骨料含泥量過高、呈堿性，會(huì)隨著混凝土的干燥出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。④配合比設(shè)計(jì)影響。水泥用量少，混凝土強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求；用量太大，可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。泵送混凝土中砂率偏大、水灰比選擇不當(dāng)，造成混凝土和易性差、離析、浮漿、干縮等產(chǎn)生裂縫。預(yù)防控制措施：①選擇合適的水泥品種、等級(jí)，避免采用早強(qiáng)水化快的水泥。阿蓬江特大橋采用重慶拉法基瑞安特種水泥有限公司P.O42.5水泥，經(jīng)檢測(cè)其主要礦物成分含量適宜配制連續(xù)剛構(gòu)梁部的混凝土。②加強(qiáng)外加劑的質(zhì)量控制，合理摻用外加劑盡量降低水灰比，水灰比越小，混凝土的收縮值越小，相應(yīng)的收縮應(yīng)力降低，提高了混凝土的整體抗裂性能。③黔江當(dāng)?shù)鼐鶠闄C(jī)制砂或水洗砂，但因細(xì)度模數(shù)達(dá)不到中粗砂要求，或者含泥量偏高，達(dá)不到配制高標(biāo)號(hào)混凝土的要求。最后采用湖南岳陽洞庭湖黃砂，經(jīng)試驗(yàn)滿足要求。④優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)?；炷僚渲票M量減少水泥用量，降低水化熱作用；嚴(yán)格控制砂率、水灰比，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)原材料情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，保證混凝土和易性。

2.2施工原因

施工產(chǎn)生裂縫的原因有：①混凝土振搗不規(guī)范，澆筑的均勻性和密實(shí)性差導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。②養(yǎng)護(hù)不到位引起收縮裂縫。③0#塊方量大，內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生溫度裂縫。④夏季溫度過高，混凝土水化速率過快產(chǎn)生裂縫。⑤拆模過早引起拆模裂縫。預(yù)防控制措施：①振搗要快插慢拔，注意振搗時(shí)間，避免過振或漏振，采用二次振搗技術(shù)，保證混凝土密實(shí)性。終凝前進(jìn)行二次抹面以降低表面裂縫的產(chǎn)生。②加強(qiáng)對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，采用土工布覆蓋撒水保證構(gòu)件表面濕潤(rùn)，減少早期收縮。③0#塊長(zhǎng)17m，高10.5m，方量達(dá)598m3，施工中水平分兩次澆筑，盡量縮短兩次澆筑的間隔時(shí)間。選擇在溫度較低的夜間進(jìn)行。箱梁表面覆蓋灑水、內(nèi)部蓄水養(yǎng)生，防止溫差過大引起裂縫。④重慶地區(qū)夏季溫度高，特別是白天溫度一般在35度以上，為降低混凝土入模溫度，澆筑時(shí)間宜安排在夜間進(jìn)行，避免高溫的不利影響。⑤嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，防止過早拆模產(chǎn)生裂縫。

2.3結(jié)構(gòu)應(yīng)力原因

2.3.1頂板裂縫

產(chǎn)生裂縫的原因有：①混凝土強(qiáng)度、彈性模量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值提前張拉。②塊段間鑿毛不徹底，連接作用降低。③新澆混凝土水分向已澆混凝土過多擴(kuò)散，產(chǎn)生干裂裂縫。④后施工節(jié)段受先施工節(jié)段約束影響。⑤相鄰兩節(jié)段施工間斷時(shí)間過長(zhǎng)，混凝土齡期相差大。預(yù)防控制措施：①在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度、彈性模量后方可張拉。②加強(qiáng)塊段間接茬面鑿毛，清除浮漿和松散層，增加連接性能。③在澆筑混凝土前，向已澆筑混凝土接茬面灑水濕潤(rùn)，減少結(jié)合部干濕變化。④盡量采用低收縮混凝土。⑤合理安排工序保證節(jié)段間施工盡量連續(xù)。

2.3.2底板裂縫

產(chǎn)生裂縫的原因有：①底板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋下部混凝土保護(hù)層過薄。②底板鋼筋安裝不規(guī)范，整體性差。③頂板和底板受日照時(shí)間不同，內(nèi)外溫差引起底板開裂。④0號(hào)塊與1號(hào)塊間施工間隔過長(zhǎng)，導(dǎo)致收縮差異，在端部產(chǎn)生裂縫。預(yù)防控制措施：①按照設(shè)計(jì)位置安裝預(yù)應(yīng)力管道，加密固定，保證下部混凝土厚度。②控制閉合箍筋及上下層主筋的連接鋼筋施工質(zhì)量。③混凝土澆筑完成后及時(shí)鑿出通氣孔，用以調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差。④準(zhǔn)備充分，盡量減少0號(hào)塊與1號(hào)塊間施工間隔時(shí)間。

2.3.3腹板斜向裂縫

產(chǎn)生裂縫的原因有：①模板安裝不規(guī)范，澆筑時(shí)移動(dòng)，導(dǎo)致腹板變薄而開裂。②在三向預(yù)應(yīng)力體系中，豎向預(yù)應(yīng)力損失過大容易造成主拉應(yīng)力過大導(dǎo)致開裂。施工中導(dǎo)致豎向預(yù)應(yīng)力損失嚴(yán)重的主要原因?yàn)樨Q向精軋螺紋鋼延性差，長(zhǎng)度短，張拉后預(yù)應(yīng)力損失；張拉力控制不到位，存在漏張情況；預(yù)應(yīng)力金屬波紋管壓漿不飽滿；壓漿、封錨不及時(shí)造成鋼筋銹蝕。預(yù)防控制措施：①控制模板安裝精度，固定牢固，保證腹板厚度。②施工中每根豎向精軋螺紋鋼錨固后，必須進(jìn)行二次張拉，采用張拉力與伸長(zhǎng)量雙控；嚴(yán)格控制壓漿質(zhì)量，張拉后及時(shí)壓漿、封錨。

2.3.4齒板裂縫

張拉時(shí)對(duì)齒板混凝土產(chǎn)生沖切力，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。施工中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸、數(shù)量安裝鋼筋，加強(qiáng)混凝土振搗，保證密實(shí)性，澆筑完成后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

2.3.5錨墊板周圍裂縫

主要原因?yàn)殄^后加強(qiáng)鋼筋安裝不規(guī)范，錨墊板處混凝土密實(shí)性差、強(qiáng)度不足。要按照設(shè)計(jì)安裝加強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)錨墊板后混凝土振搗，混凝土達(dá)到強(qiáng)度后再張拉。

2.3.6合龍段裂縫

混凝土由于在邊界約束條件下水化收縮，以及未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前承受過大外力等原因形成裂縫。防止措施為按照設(shè)計(jì)要求施工合龍段勁性骨架；控制合龍溫度，混凝土澆筑在一天中最低溫度時(shí)進(jìn)行；在合攏段混凝土中摻入適當(dāng)?shù)奈⑴蛎泟a(bǔ)償混凝土硬化過程中的收縮；混凝土澆筑后加強(qiáng)養(yǎng)生。

3結(jié)束語

總之，大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁防開裂是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問題。在阿蓬江特大橋箱梁施工實(shí)踐中，通過提前分析裂縫產(chǎn)生原因，制定預(yù)防措施，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，有效避免了裂縫的產(chǎn)生，為此類橋梁施工裂縫控制提供了一定施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者:賀智 單位:中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司