連續(xù)箱梁裂縫成因分析及預(yù)防措施

王龍

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁都是公路橋梁結(jié)構(gòu)型式之一，應(yīng)用十分廣泛。連續(xù)箱梁在施工過程中，容易產(chǎn)生裂縫問題，并且表現(xiàn)形式十分復(fù)雜，發(fā)生情況也呈多樣化。在建設(shè)并使用箱梁時(shí)，如果產(chǎn)生了一些類似裂縫等工程質(zhì)量問題時(shí)，可能會(huì)造成橋梁坍塌問題?；诖耍疚奶岢鲞B續(xù)箱梁裂縫成因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁；裂縫成因；預(yù)防措施；方法

中圖分類號(hào)：U445.71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0211-02

引 言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在當(dāng)今工程中的應(yīng)用十分廣泛，由于連續(xù)箱梁具有曲線優(yōu)美、剛度大、跨越能力強(qiáng)、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，所以已經(jīng)成為了橋梁工程中主流的施工技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，因此其結(jié)構(gòu)和質(zhì)量也逐漸被重視起來。在諸多的質(zhì)量預(yù)控項(xiàng)目當(dāng)中，裂縫問題十分普遍，且質(zhì)量危害的程度較高。所以，為了能夠的降低混凝土連續(xù)箱梁裂縫問題，降低工程的危險(xiǎn)因素，就必須要做好連續(xù)箱梁裂縫成因分析工作，進(jìn)而針對(duì)性采取有關(guān)措施。連續(xù)箱梁裂縫主要類型、成因、預(yù)防方法表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1 腹板斜裂縫與防治措施

腹板斜裂縫通常出現(xiàn)在跨中1/8與3/4位置，并沿著中間、左側(cè)、右側(cè)分布，其平面夾角通常是15°、-50°。腹板斜裂縫的主要原因是由于混凝土抗拉強(qiáng)度低于腹板最大主拉力或腹板斜截面抗剪度不足。如計(jì)算的模型和結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況差異較大；彎起鋼筋和分布鋼筋分布不合理；橫縱向切面受到多向力的作用；橫縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力損失較大；腹板薄厚程度、溫度等諸多因素都會(huì)造成腹板斜裂縫產(chǎn)生。

模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要與結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況相差不大，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋布置與布筋、箍筋布置要能夠達(dá)到腹板設(shè)計(jì)厚度標(biāo)準(zhǔn)要求。通過精細(xì)化計(jì)算得出預(yù)應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并在縱向預(yù)應(yīng)力預(yù)算中，盡可能保證精準(zhǔn)性，在可以符合施工前提條件下進(jìn)行灌漿以及豎向預(yù)應(yīng)力張拉，和縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉保持一致。針對(duì)構(gòu)造筋數(shù)量直徑需要確保溫度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2 底板縱向裂縫與預(yù)防措施

此裂縫多數(shù)都出現(xiàn)在底板地面中間位置，沿著橫斷面跨中密度非常大，裂縫粗而長，兩端裂縫主要是以短、稀疏形態(tài)為主。導(dǎo)致底板縱向裂縫的主要因素是：跨中抵抗彎矩不符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)。由此造成曲線徑向力、預(yù)應(yīng)力較大，并在中心匯聚點(diǎn)出現(xiàn)了合力。同時(shí)，還有可能造成橫向鋼筋配比不足，無法承受受力界面壓力最終造成裂縫問題。

針對(duì)底板縱向裂縫來說，通?？梢赃x擇合理溫度模式并核算合理的選項(xiàng)，嚴(yán)格按照要求控制合龍段高差，在混凝土分段澆筑過程中，需要控制頂板混凝土、腹板、底板澆筑中的時(shí)間差和溫度差。在底板施工環(huán)節(jié)，要在配筋中加入一定量的防崩鋼筋與橫向鋼筋，保障橫向配筋率能夠滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。在施工過程中，混凝土的張力值要可以達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行操作。在施工中，要盡可能減少預(yù)應(yīng)力鋼筋既定部位誤差問題，在箱梁底緣設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合工程實(shí)際情況展開設(shè)計(jì)，盡可能降低預(yù)應(yīng)力鋼束曲線集中力和徑向力。

3 底板橫向裂縫與預(yù)防措施

此裂縫類型主要是集中在距離底部1/4位置，并逐漸向截面發(fā)散。造成底板橫向裂縫的主要原因有：所生成的彎拉力超過了底板可承受的力矩，因此無法受力而造成橫向裂縫問題。導(dǎo)致超出允許值是由于錨固件作為預(yù)應(yīng)力的主要承受點(diǎn)，并被固定在指定截面當(dāng)中，但是此界面通常鋼筋錨固數(shù)量較多，這就造成了內(nèi)部變形，并產(chǎn)生裂縫問題，嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)坍塌問題。

在使用掛籃展開施工時(shí)，要在預(yù)算位置掛籃位置生成一定的預(yù)應(yīng)力，這樣即可在產(chǎn)生變形時(shí)提供一些可調(diào)整的冗余。在展開支架施工時(shí)，對(duì)支架超載需要先進(jìn)行預(yù)壓，并分析變形與沉降情況。在確定了混凝土已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度后即可拆模處理。錨固頂端面底板的需要預(yù)留一定量的壓力應(yīng)力，以便后續(xù)調(diào)整。錨固預(yù)應(yīng)力在同一斷面當(dāng)中時(shí)，要嚴(yán)格控制噸位，要結(jié)合具體的噸位大小，設(shè)置成更加合理的縱向分布鋼筋形式，確保能夠經(jīng)過錨固界面。

4 頂板縱向裂縫和預(yù)防措施

頂板縱向裂縫通常大部分出現(xiàn)，并在跨中部分、合攏部位比較集中，整體的特點(diǎn)是橫截面中間裂縫密集，并向兩側(cè)延伸、稀疏。造成底板縱向裂縫的因素非常多，最直接、影響最大的因數(shù)是由于混凝土收縮、頂板跨中彎矩不達(dá)標(biāo)造成的。從而導(dǎo)致橫向預(yù)應(yīng)力筋損失過多或缺乏橫向預(yù)應(yīng)力筋。如果預(yù)應(yīng)力數(shù)值設(shè)定的過小、溫度應(yīng)力過低、施工工藝不符合工程要求、混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、混凝土保養(yǎng)工作不到位等等，都會(huì)造成頂板縱向裂縫問題。

需要降低混凝土收縮比例，并展開水泥攪拌過程中，需要結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際要求控制攪拌時(shí)長，并且下料速度要足夠均勻，振搗過程中也要保證穩(wěn)固、密實(shí)。在實(shí)際施工過程中，需要嚴(yán)格掌握鋼筋安裝的要求，避免因?yàn)槿藶橐蛩刿`踏鋼筋造成錯(cuò)位問題。在鋼筋架設(shè)過程中，要做好應(yīng)力儲(chǔ)備工作，應(yīng)力儲(chǔ)備值越大施工就更安全。如果橋梁設(shè)計(jì)方案當(dāng)中的溫度應(yīng)力和實(shí)際施工應(yīng)力值有較大偏差，需要重新對(duì)溫度應(yīng)力展開設(shè)計(jì)，對(duì)的混凝土、鋼筋進(jìn)行調(diào)整。結(jié)合實(shí)際得到的依據(jù)設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力筋，同時(shí)也要保持整體的張拉應(yīng)力。

5 翼緣板根部縱向裂縫與預(yù)防措施

翼緣板根部裂縫通常都集中到上翼緣和腹板交界位置，首先是從橋縱方向擴(kuò)展，之后在裂縫產(chǎn)生了一定程度后會(huì)引發(fā)腹剪斜裂縫。翼緣板根部縱向裂縫的出現(xiàn)主要是因?yàn)榫植靠沽Σ蛔?、混凝土收縮造成的。此時(shí)腹板與上翼緣銜接部位出現(xiàn)了很大的張拉力，也就是產(chǎn)生了“框架效應(yīng)”。在混凝土澆筑過程中，因?yàn)榇止橇?、?xì)骨料分離嚴(yán)重，這就增加了混凝土收縮應(yīng)力。

為了能夠降低混凝土整體的收縮性，需要在施工過程中加強(qiáng)水灰比控制，避免攪拌時(shí)間過長，下料時(shí)間也要進(jìn)行嚴(yán)格控制，振搗需要足夠密實(shí)，豎向變截面位置需要采用分層建筑方法，這樣可以降低裂縫生成幾率。嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，保證兩側(cè)腹板成型尺寸可以混凝土質(zhì)量誤差在合理范圍內(nèi)，加強(qiáng)整體控制避免出現(xiàn)偏載現(xiàn)象產(chǎn)生。

6 翼緣板底面橫向裂縫與預(yù)防措施

翼緣底板橫向裂縫多數(shù)集中在的墩頂1/3位置，由于該位置的負(fù)彎矩較大，所以是容易產(chǎn)生裂縫，在跨中翼緣底板面上有少量的裂縫，并朝向支點(diǎn)的位置集中。此外，該部分的裂縫總體朝向橫橋方向發(fā)展，和連續(xù)箱梁中心線垂直。造成翼緣板底面裂縫的主要原因是截面缺乏彎矩抗性。由于翼緣板縱向設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)較為保守，再加上沒有認(rèn)識(shí)到剪切力作用，因此會(huì)產(chǎn)生在1/3跨徑位置，截面越靠近支點(diǎn)位置裂縫問題就愈加嚴(yán)重，大部分裂縫都是由翼緣板下緣延伸出來的，再加上外部承重量較大、溫度變化、混凝土收縮從而造成多種裂縫。

針對(duì)此列問題，由于溫度變化、混凝土收縮不可避免，因此可以接受一定量的變形，但是變形應(yīng)力不得超過約束應(yīng)力。做好臨時(shí)荷載的控制性，確保施工中的臨時(shí)荷載不超過預(yù)應(yīng)力。同時(shí)需要正確選擇計(jì)算模型，特別是要重點(diǎn)考慮剪力設(shè)計(jì)中的有效寬度、剪力系數(shù)，這樣才能夠加強(qiáng)裂縫防治效果。

7 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國橋梁工程數(shù)量不斷增多，為了能夠加強(qiáng)連續(xù)箱梁施工質(zhì)量，需要做好混凝土裂縫防治工作。這就需要認(rèn)識(shí)到不同裂縫的類型以及成因，并針對(duì)裂縫形成機(jī)理加強(qiáng)預(yù)防控制，減少裂縫問題帶來的損害，提高整體橋梁工程的施工質(zhì)量和安全。

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收稿日期：2018-9-17