箱梁端部混凝土開裂及防治研究

喬慶軍 鐘福平

1 箱梁情況及工藝要求

箱梁預制一般采用設計院提供的通用圖集，此處主要參考時速250 km客運專線(城際鐵路)有砟軌道預制后張法預應力混凝土簡支整孔箱梁(雙線、單箱單室)通橋(2009)2229-Ⅰ，Ⅱ圖紙論述。工藝要求鋼筋整體綁扎，混凝土連續(xù)澆筑一次成型，設計要求帶模張拉［1-3］:預張拉前松內(nèi)模，預張拉后拆側模退內(nèi)模，梁體初張拉完后吊至存梁臺座，在存梁臺座上完成終張拉、壓漿、封錨、刷涂料。

2 箱梁端部混凝土開裂及原因分析

在施工過程中，發(fā)現(xiàn)在箱梁端部發(fā)生了開裂現(xiàn)象(見圖1)，下面就開裂原因進行了分析。

圖1 箱梁端部發(fā)生的開裂現(xiàn)象

根據(jù)檢查試驗資料結果表明混凝土原材合格，所以在梁體混凝土原材方面不會造成箱梁端部開裂現(xiàn)象;通過檢查混凝土試塊的強度報告確定混凝土強度沒有問題，所以箱梁端部發(fā)生開裂也不是由于混凝土的強度不夠造成;根據(jù)現(xiàn)場鑿除開裂的混凝土情況發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象也不是由于混凝土中存在空洞和振搗不密實的情況;此外，根據(jù)設計要求模板按二次拋物線預留反拱，以保證梁體張拉后的平順性。在梁體沒有進行張拉前梁體受力如圖2所示，此時梁體底板均勻受力，所以從結構受力上分析不會出現(xiàn)因受力不均而出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。

圖2 梁體沒有進行張拉前梁體受力圖

根據(jù)以上分析，造成開裂可能是由于在拆除端模過程中導致的混凝土端部開裂和錨穴處掉角及箱梁在完成預張拉或初張拉后應力變化和梁體位移出現(xiàn)端部混凝土開裂現(xiàn)象。由于在梁體預張拉、初張拉過以后梁體會發(fā)生壓縮并起拱，造成端部集中受力(見圖3)。在梁體端部為35mm保護層，應力集中在此處并且梁體壓縮位移，從而導致混凝土在保護層與鋼筋結合處開裂。

圖3 梁體預張拉、初張拉造成端部集中受力

3 混凝土開裂預防措施

根據(jù)混凝土開裂的原因分析，本文針對開裂采取了將底模端部做成活動模板條的預防措施(見圖4)。具體方法如下:

第一步:在底模離開支座板2cm～3cm處，切割15cm寬鋼板，長度從底板和腹板交接處至檢查口，根據(jù)梁體實際情況而設置，切割后模板條側棱要打磨保證美觀(見圖5)。

圖4 活動模板條

圖5 活動模板條效果圖

第二步:將活動模板條固定:在模板條下側端頭和中間每隔50cm設置一道支撐，要求在設置時盡量避開模板下面的條形基礎，以方便擰螺栓，支撐做法見圖6，圖7。

圖6 支撐做法示意圖

圖7 固定活動模板細部圖片

第三步:模板條由于是現(xiàn)場切割，會出現(xiàn)縫隙，應用玻璃膠密封，安裝好后在縫隙處貼透明膠帶，防止在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)漏漿及麻面，保證梁體外觀。

第四步:混凝土達到拆模強度后，擰動螺栓，使活動板條下移離開梁體1cm，在混凝土預、初張以后端部支點向內(nèi)移，接近于支座板位置離開保護層，受力的部位為鋼筋混凝土和支座板，在這個部位混凝土不易開裂。

在梁體初張拉后，要及時提出制梁臺座，如梁體不能保證及時提出制梁臺座，初張拉可適當推遲。此外，在梁體張拉前卸掉支座板和防落梁預埋件與模板相連的螺栓，保證梁體可以在縱方向自由移動，從而預防了梁體因壓縮而位移導致的混凝土開裂。

4 結語

本文通過對在現(xiàn)場施工時發(fā)現(xiàn)的在箱梁端部開裂的現(xiàn)象，針對該現(xiàn)象進行了各種因素的分析，最后通過改進模板，增設活動模板條的方法，消除了箱梁因張拉后端部受力出現(xiàn)的混凝土開裂現(xiàn)象，保證了梁體的外觀和質(zhì)量。

［1］ 客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件［Z］.2005.

［2］ TZ 210-2005，鐵路混凝土工程施工技術指南［S］.

［3］ TZ 213-2005，客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］.