大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工裂缝成因分析

２０１５年第７期　（总第２５７期）　

黑龙江交通科技　

ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪｌ　Ｎｏ．７，２０１５　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２５７）　

大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工裂缝成因分析　杨福远　（贵州桥梁建设集团有限责任公司）　

摘要：随着桥梁施工技术的不断发展，桥梁型式变得越来越多，对桥梁的使用寿命和安全要求也越来越高。　在桥梁的建设使用过程中，对桥梁的病害研究也越来越深入。其中大跨径预应力混凝土连续刚构桥在我国　桥梁建设中得到了长足的发展和进步，但是施工裂缝是连续钢构桥梁施工中的常见病害，必须加强对其产生　的原因研究，并且找出有效的预防措施，保证桥梁的质量和安全。　关键词：大跨径；预应力；连续钢构；裂缝；成因　中图分类号：Ｕ４４５　文献标识码：ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１５）０７—０１１８—０２　

０引　言　贵州瓮马高速公路总承包Ｔ４合同段起讫桩号为Ｋ３５＋　６６０一Ｋ４６＋０６０，路线全长１０．４　ｋｍ，桥隧比为１３．９４％，路基　宽度２４．５　ｍ。经老鹰山大桥，中心桩号Ｋ３８＋３６０，上部结构　为１４×４０　Ｉｌｌ预制箱梁跨县道Ｘ９１４；福泉互通一座，含主线　桥１座，匝道桥６座，主线桥为猫坡大桥，中心桩号左幅Ｋ４２　＋２３２、右幅Ｋ４２＋２２５，上部结构为３×３０　ｍ＋３×２２　ｍ预制　箱梁；ＡＫ０＋０２６匝道桥为６　Ｘ２０　ｍ现浇箱梁；左ＡＫ０＋４９９　（右ＡＫ０＋５１７）匝道桥为７×３０　ｍ预制箱梁；ＥＫ０＋２１３匝道　桥为８×２０　ｍ预制箱梁；ＡＫ１＋１９０匝道桥为２０×４Ｏ　ｍ预制　箱梁；ＡＫ２＋６４５匝道桥为１０×４０　ｍ预制箱梁；于燕子塘设　立交一座跨过立旦村道，中心桩号Ｋ４３＋７６０，上部结构为３　Ｘ　２０ｍ预制箱梁；在浪坝河设浪坝河特大桥一座，中心桩号　Ｋ４６＋１００，上部构造为２　Ｘ　４０ｍ预制箱梁　（１００＋１８０＋　１００）连续刚构＋４　ｘ４０　ｍ预制箱梁，本合同段承担瓮安岸引　桥及主桥施工。以下主要对该工程中连续钢构桥梁的施工　裂缝成因进行分析和研究。　１　Ｏ’块的裂缝　１．１　Ｏ　块开裂现象　根据工程实例可以得知，零号块的主要特点是体积大以　及高度大，通常分成两次或者以上次数进行混凝土浇筑，它　的腹板上半段和顶板是最后浇注的，在拆模的过程中经常会　出现腹板的上半段产生竖向裂缝的现象，并且在顶板上出现　和上述竖向裂缝进行对应的水平裂缝。　１．２开裂原因　在对０　块进行混凝土浇筑过程中，没有采取一次浇筑　成型的方法，而是采用两次或者以上次数进行浇筑。在这种　情况下，在第一次浇筑完成的混凝土产生收缩以及降温之　后，第二次或者以上次数浇筑的混凝土产生的收缩以及降温　会受到第一次浇筑的混凝土的约束，从而导致零号块产生开　裂现象。开裂产生的主要原因与承台上方桥墩开裂现象时　十分相似的，有时候也被成为“基岩约束效应”。　１．３防裂措施　对０　块裂缝进行预防的措施如下：（１）在施工中，采用　水热化程度比较低以及低收缩性的混凝土，对混凝土的配料　进行改进，尽量的对水泥的用量进行降低，使用粉煤灰和矿　粉等。（２）在浇筑过程中，应该尽量的运用连续一次浇筑的　方法，如果实在不行可以选择采用二次浇筑的方法，但是如　果采用二次浇筑也必须要对两次浇筑的问隔时间进行尽量　的缩短；（３）做好混凝土的养护，在混凝土浇筑完成之后需　要及时的采用有效的措施进行养护；（４）运用冷却管对水热　化温度进行控制。　２箱梁节段问施工接缝处腹板竖向裂缝　２．１开裂现象　在贵州瓮马高速公路预应力混凝土连续钢构桥施工中，　发现箱梁相邻的两个施工节段之间经常会出现该类裂缝，比　较严重的裂缝的额宽度为１～２　ｍｍ，有的裂缝甚至更宽。　２．２开裂原因　开裂原因有两个方面：（１）移动支架缺乏足够的整体刚　度，在对混凝土进行浇筑的过程中移动支架会产生比较大的　变形，并且吊带调节不灵；（２）没有按照要求的浇筑程序对　混凝土进行浇筑，而是首先浇筑后端，再接着向前进行混凝　土浇筑，导致前端荷载过重使得支架产生变形，最终导致后　端混凝土产生开裂。　２．３预防措施　箱梁节段间施工接缝处腹板竖向裂缝的预防措施主要　有以下几个方面：（１）支架必须具备足够刚度和强度，必须　采用相当于实际荷载的荷载预压，除强度满足需要外，其最　大挠度应小于或等于２．０　ｃｍ。（２）支架吊带应便于调节，当　发现前端挠度较大时，可给予调回。精轧螺纹钢容易产生脆　性破坏，是施工中的不安全因素。（３）严格按照混凝土浇筑　程序进行混凝土浇筑，从前向后进行浇筑。（４）万一施工中　出现节缝开裂现象，必须向上级报告，停下来寻找原因，拟定　整改措施，而不应隐瞒实情，用水泥砂浆一抹了之。　３箱梁翼板和底板纵向裂缝　３．１开裂现象　翼板顺横向预应力钢筋孔道位置开裂。　３．２开裂原因　箱梁翼板和底板纵向裂缝的主要原因是翼板处于悬臂　箱梁桥的受拉区，其拉应力靠施加纵向预应力予以抵消，在　箱梁逐段浇注过程中，当前端张拉预应力时，预压应力在箱　梁内是有一定斜度的，在前几段的边缘即翼板部位会出现压　应力死角。当在这些压应力死角区域张拉横向预应力时，在　横向预应力钢筋周围产生的拉应力与上述拉应力叠加，最终　导致翼板出现裂缝。　３．３预防措施　箱梁翼板和底板纵向裂缝的预防措施主要如下：（１）在　纵向预应力张拉节段后第三节段才能张拉横向预应力筋；　（２）分二次张拉横向预应力筋。　４箱梁顶板和底板纵向裂缝　

收稿日期：２０１４一Ｏ９一Ｏ５　作者简介：杨福远（１９８３一），男，贵州松桃人，工程师，研究方向：桥梁工程现场施工管理。　

・ｌｌ８・　第７期　杨福远：大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工裂缝成因分析　总第２５７期　４．１顶板纵向裂缝　（１）开裂现象。　顶板纵向裂缝主要指的是在顶板的中部或者是腋下终　点的下方出现开裂的现象。　（２）顶板纵向裂缝成因。　顶板纵向裂缝产生的主要原因如下：一是没有进行横向　预应力筋的设置；二是设置的横向预应力筋没有在板跨跨中　部位进行向下弯曲，所以在跨中部位的界面产生正弯矩，导　致出现裂缝；三是对纵向预应力筋张拉中张拉过度；四是混　凝土收缩、水化热和表面温度下降。　（３）预防措施。　正确设计横向预应力筋，使其在跨中下弯，正确施工；严　格控制顶板纵向预应力筋张拉值；采用低收缩、低水化热混　凝土。　４．２底板纵向裂缝　（１）开裂现象。　底板顺纵向预应力筋（管道位置）开裂。　（２）底板纵向裂缝成因。　底板纵向裂缝产生的主要原因如下：在对底板预应力筋　束管道的设计中，其下方的设计尺寸过小；在施工中没有按　照设计尺寸对底板预应力筋柬管道进行施工；底板横向钢筋　尺寸偏小；混凝土收缩、水化热降温。　（３）预防措施。　底板纵向裂缝主要预防措施是保证按照规定进行设计，　并且在施工中严格按照设计要求进行施工，并且在底板中设　置尺寸合理的钢筋；采用低收缩、低水化热混凝土。　４．３箱梁合拢段顶、底板纵向裂缝　（１）开裂现象　合拢段顶、底板各有数条纵向裂缝，通常是不会往相邻　的节段进行扩散的。　（２）箱梁合拢段顶、底板纵向裂缝成因　箱梁合拢段顶、底板纵向裂缝产生的主要原因是合拢段　混凝土与相邻节段混凝土之间的收缩差和水化热降温。　（３）预防措施　合拢段更应采用低收缩、低水化热混凝土；加强养生，克　服板的下方不便浇水养生的困难。　５齿板及其附近的裂缝　５．１齿板尾部裂缝　（１）开裂现象。　在齿板的尾部以及和齿板连接的顶板的底板出现了裂　缝，有些裂缝的产生甚至会导致齿板尾部的混凝土因为裂缝　过于严重而产生崩落。　（２）齿板尾部裂缝产生原因。　齿板尾部裂缝产生的主要原因是在进行预应力张拉的　过程中，因为弯道中的预应力筋对混凝土产生径向冲切力，　而预应力筋弯道结束段的混凝土比较薄，并且钢筋配置不　足，所以导致混凝土被冲坏而产生裂缝。　（３）预防措施。　齿板尾部应有足够的尺寸，并配置足够的抗冲切力和拉　力的钢筋。　５．２齿板前和齿板后的裂缝　（１）开裂现象　齿板前部以及后部以及底板的锚前出现裂缝，并且裂缝　是顺着纵向预应力筋的方向的，裂缝的方向通常是水平方向　以及斜向的。　（２）齿板前和齿板后的裂缝产生原因　齿板前和齿板后的裂缝产生原因有以下几个方面：（１）　锚固前的混凝土受到纵向压力以及横向拉力的作用；（２）锚　固后的混凝土受到拉力作用，并且锚侧混凝土受到剪力作　用；（３）在设计中因为将齿板设置在顶板或者是底板上，但　是没有仅仅贴着腹板；（４）在锚固之前以及之后没有设置抗　抵局部拉应力以及剪应力的钢筋。　（３）预防措施　齿板应紧贴腹板设置，以改善其受力状况；齿板、齿板前　和齿板后应配置足以抵抗局部拉应力和剪切力的钢筋。　６结语　综上所述，预应力混凝土连续钢构桥的施工裂缝存在位　置的比较普遍的，其成因也是比较复杂的，并且根据裂缝存　在的具体位置对产生裂缝的原因进行分析，并且根据原因找　出有效的预防措施，从而保证钢构桥梁的质量和运营安全。　

参考文献：　［１］张正金．高墩大跨连续刚构桥的施工技术与过程控制［Ｊ］．上　海交通大学，２００６，（９）：３４—３５．　［２］杨高中，杨征宇，周军生，等．连续刚构桥在我国的应用和发展　（续）［Ｊ］．公路，１９９８，（７）：６７—６８．　［３］　向木生．连续刚构桥梁施工控制分析［Ｊ］．武汉理工大学学报，　２００２。（６）：２２—２３．　［４］　龚科．不对称边跨预应力混凝土连续梁桥施工监控［Ｊ］．城市　道桥与防洪，２００７，（３）：７８—７９．　

（上接第１１７页）　③防护腻子的施工：ａ防护腻子由Ｎ９０９高强胶和现场　混配而成，每次配料前应现将桶内的Ｎ９０９高强胶充分搅拌　均匀后方可使用。ｂ腻子配制：按Ｎ９０９高强胶：水泥（３２．５　普通硅酸盐水泥）：石英粉（８Ｏ一１２０目）＝１：２．２左右配比　混合，用手提搅拌机充分搅拌均匀后使用；ｃ用铁板批刮，批　刮遍数视基层平整度而定，前后道间隙时间，夏天不小于　３　ｈ，冬天不小于８　ｈ；ｄ夏季批刮腻子困难时，可先用水润湿　基层，待无明水后在批刮；ｅ最后一道腻子施工完毕，表面干　燥后，再用铁砂纸磨光，清灰，再施水养护２４　ｈ以上。　④底涂、中涂、面涂的施工：ａ混凝土桥梁防腐涂装工程　的涂料层，通常应按“１２２”模式（一道底涂，二道中涂与面　涂）工序施工，并可根据工程质量要求或防护年限增减各涂　层厚度；ｂ底涂施工：先一道封闭底漆下去，等到底漆干燥　后，进行外观检查，若发现仍有明显缺陷则对其需修补，材料　用腻子，等其修补腻子干燥后对其进行磨光、清灰处理，再在　修补处重涂底漆；ｃ中涂施工：中涂是２遍，每一遍都必须涂　布均匀且每一遍都等上一遍干燥再进行；ｄ面涂施工：待中