市政道橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫的防治

劉洪南

摘 要： 隨著城市發(fā)展進(jìn)程的加快，市政道橋作為道路交通網(wǎng)絡(luò)中非常重要的組成部分，其施工質(zhì)量對(duì)于道橋工程整體具有直接的影響。在當(dāng)前市政道橋施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，但在具體施工過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁容易出現(xiàn)裂縫，這必然會(huì)影響道橋的使用年限和行車(chē)的安全。因此文中從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁受力特點(diǎn)入手，分析了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁常見(jiàn)的裂縫形式，并進(jìn)一步對(duì)市政道橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫的防治措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 市政道橋施工；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；裂縫；防治措施

1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁受力特點(diǎn)

在當(dāng)前市政道橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁應(yīng)用較為常見(jiàn)，而且大部分會(huì)采用彎梁形式。在對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁受力特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，大致可以歸納為以下幾個(gè)方面：

1.1結(jié)構(gòu)自重

對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，當(dāng)彎梁內(nèi)外側(cè)長(zhǎng)度存在差異時(shí)，則會(huì)對(duì)橋梁自重的分布帶來(lái)較大的影響。由于橋梁曲線(xiàn)外側(cè)的自重會(huì)大于橋梁內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)自重，當(dāng)半徑越小時(shí)，這種差異則會(huì)越發(fā)明顯。

1.2預(yù)應(yīng)力荷載

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁中，由于預(yù)應(yīng)力在高度和平面徑向等方面都會(huì)存在彎曲，這也使其在高度方向預(yù)應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化，因此需要承受預(yù)應(yīng)力荷載。

1.3收縮徐變效應(yīng)

由于混凝土收縮徐變是由其自身的特性決定的，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁來(lái)講，基于預(yù)應(yīng)力的作用結(jié)構(gòu)常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)力重新分配的情況，特別是收縮會(huì)嚴(yán)重影響曲線(xiàn)變化的橋面，徐變對(duì)橋梁平面影響不大，但卻會(huì)嚴(yán)重影響到橋梁的撓度。

2預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁常見(jiàn)的裂縫形式

2.1橫隔板裂縫

在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁中橫隔板裂縫十分常見(jiàn)，具體需要分析模隔板出現(xiàn)裂縫后局部使用的有限元，表明箱梁人洞附件存在應(yīng)力集中的情況，這樣人洞附近容易出現(xiàn)放射性裂縫，橫隔板在支反力作用下也容易產(chǎn)生劈裂裂縫。

2.2彎曲裂縫

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)中彎曲裂縫較為常見(jiàn)，通常出現(xiàn)在剪力較小的跨中區(qū)域或是支座負(fù)彎矩位置處。導(dǎo)致彎曲裂縫發(fā)生的原因多是由于彎曲正應(yīng)力，即橋梁在使用過(guò)程中，梁頂部會(huì)存在負(fù)彎矩，底部分存在正彎矩，因此在這兩個(gè)部位會(huì)出現(xiàn)彎曲裂縫，部分裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展，達(dá)到腹板位置。在梁頂部分負(fù)彎矩位置處，彎矩的重新分配則此處不容易出現(xiàn)彎曲裂縫。

2.3腹板斜裂縫

腹板斜裂縫即就是主拉應(yīng)力裂縫，這類(lèi)裂縫在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)中比較普遍，腹板斜裂縫多發(fā)生在支座附近剪應(yīng)力較大的位置，在裂縫分布形式上呈現(xiàn)出中心向兩邊擴(kuò)散，裂縫一般與梁軸線(xiàn)之間呈現(xiàn)出一定的夾角，一般在30°-50°之間，如果不進(jìn)行及時(shí)的處理，裂縫會(huì)隨著使用時(shí)間的推移逐漸增加，最后將影響到橋梁的正常使用。造成腹板斜裂縫的原因較多，在施工階段，臨時(shí)荷載超過(guò)了設(shè)計(jì)階段的臨時(shí)荷載，裂縫作用點(diǎn)位置出現(xiàn)了應(yīng)力集中后者是混凝土拆模時(shí)間過(guò)早，致使混凝土沒(méi)有達(dá)到齡期要求。

2.4底板保護(hù)層混凝土劈裂裂縫

在市政道橋施工過(guò)程中，在具體應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁時(shí)，存在多種因素會(huì)導(dǎo)致底板保護(hù)層混凝土劈裂裂縫產(chǎn)生。如在實(shí)際施工過(guò)程中，當(dāng)混凝土施工質(zhì)量控制不到位時(shí)，或是混凝土保護(hù)層厚度沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，內(nèi)部鋼筋存在腐蝕情況等，這些問(wèn)題中任何一個(gè)問(wèn)題存在都會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層混凝土劈裂裂縫產(chǎn)生。

3預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫防治措施

3.1合理布置橋跨跨徑的比例

在總體設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，要合理布置橋跨跨徑的比例，擬定合適的箱梁截面尺寸。在選用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的邊跨與主跨比時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行。如果邊跨較長(zhǎng)，那么其整體剛度就會(huì)偏小。在恒載和活載的作用下，現(xiàn)澆段往往會(huì)出現(xiàn)較大的主拉應(yīng)力，這種情況容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。在加載邊跨的時(shí)候，會(huì)對(duì)中跨箱梁產(chǎn)生極為不利的影響。如果邊跨與中跨這兩者的比例較小，那么邊跨支點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)反力，從而導(dǎo)致邊墩與邊跨的受力不均勻。而且橋梁裂縫與箱梁截面尺寸安全儲(chǔ)備不足也具有一定的聯(lián)系，因此要第確定箱梁截面尺寸時(shí)，既要注意到梁高，還要注意腹板尺寸的優(yōu)化。

3.2優(yōu)化縱向預(yù)應(yīng)力方案，加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備

出現(xiàn)腹板斜裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁往往在縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置時(shí)偏重于施工方便，忽視了對(duì)腹板下彎束和邊跨現(xiàn)澆筑梁端部一定范圍內(nèi)腹板彎起束的利用問(wèn)題。因此在選用直線(xiàn)束布置方案時(shí)，宜在靠近箱梁支點(diǎn)附件的節(jié)段內(nèi)，在腹板內(nèi)布置部分下彎束，并且在邊跨現(xiàn)澆段端部腹板內(nèi)要布置部分下彎束。在設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)合理布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束達(dá)到改善箱梁整體受力狀態(tài)的目的。此外，適當(dāng)加密邊跨箱梁端部腹板的箍筋，適當(dāng)放大直徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)腹板斜裂縫的有效控制。

3.3加強(qiáng)施工階段的預(yù)防

在市政道橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過(guò)程中，要求施工單位要嚴(yán)格按照具體的施工圖紙進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中臨時(shí)支架要與設(shè)計(jì)要求相符，而且橋梁荷載要保證在規(guī)定范圍之內(nèi)。在混凝土施工過(guò)程中，需要做好振搗工作，而且要確保振搗的密實(shí)性和均勻性，避免出現(xiàn)過(guò)振或是漏振的情況，有效的防范蜂窩和空洞的情況發(fā)生。在具體進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，需要分層進(jìn)行混凝土澆筑，并進(jìn)一步優(yōu)化澆筑的順序，合理控制前后兩次混凝土澆筑的時(shí)間，避免混凝土收縮徐變相差過(guò)大，從而在一些結(jié)構(gòu)較為薄弱的部位出現(xiàn)收縮裂縫。當(dāng)混凝土澆筑完成后，需要做好養(yǎng)護(hù)工作，混凝土養(yǎng)護(hù)期間不宜過(guò)早拆除臨時(shí)支架和模板，只有當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求時(shí)才能進(jìn)行拆模。對(duì)于大體積混凝土澆筑施工，需要處理好水化熱的散熱問(wèn)題，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，以此來(lái)有效的防范混凝土裂縫出現(xiàn)。

3.4重視溫度應(yīng)力

從相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，橋面局部升溫或者降溫都會(huì)在結(jié)構(gòu)中引起較大的內(nèi)力變化，盡管這部分內(nèi)力并不是永久的，但是卻無(wú)法避免這些內(nèi)力。如果考慮的不得當(dāng)，溫度應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致支點(diǎn)附近、跨中截面產(chǎn)生裂縫。雖然這些裂縫并不會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的正常使用，但是在設(shè)計(jì)的時(shí)候要重視這些裂縫。除了對(duì)這些截面進(jìn)行必要的應(yīng)力驗(yàn)算之外，還要采取相關(guān)的構(gòu)造措施，比如：在驗(yàn)算截面附近布置一定量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，確保溫度應(yīng)力分布均勻，防止溫度應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。

4結(jié)束語(yǔ)

由于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)剛度好、變形小及行車(chē)舒適等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在40m—200m 跨徑的橋梁施工中被廣泛應(yīng)用，并取得了較好的效果。在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過(guò)程中，基于多方面因素的影響，極易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁產(chǎn)生裂縫，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要對(duì)裂縫問(wèn)題給予充分的重視，并積極采取有效的措施加以預(yù)防，確保預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫的減少或是消除。

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