淺談現澆箱梁的裂縫預防控制

陳德生 張廣慶

（1.德州市交通工程監理公司 山東 德州 253000；2.路橋華南工程有限公司 廣東 中山 528400）

近年來，我國交通基礎建設得到迅猛發展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，有關因出現裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的報道屢見不鮮。在現代各種橋梁施工中，現澆鋼筋混凝土箱梁被廣泛應用，它具有線型優美、適應性強、施工工藝成熟等優點。盡管如此，在大跨度的箱梁結構中，仍然經常可見到裂縫。

大部分裂縫是在施工過程中由于施工方法和措施的不當，以及設計時沒有充分考慮施工過程中箱形結構的受力與成橋狀態下的受力不同而導致的。過多的裂縫或過大的裂縫寬度會影響結構的外觀，造成使用者不安。從結構本身來看，裂縫的出現，將影響結構物的使用壽命。為了確保鋼筋混凝土構件的耐久性，必須在設計、施工等環節上控制裂縫。以下主要針對施工方法分析施工過程中連續箱梁受力的不同，預防因局部應力而產生裂縫或因工藝而產生裂縫的施工措施。對施工中易產生裂縫的環節和預防這兩方面進行分析和初步探討，提出預防裂縫的控制措施。

1 施工中易產生裂縫的環節

1.1 支架的不均勻沉降

江蘇淮陰大橋采用滿堂支架施工，支架采用WDJ碗扣式腳手架，其中支架的質量關系到現澆鋼筋混凝土連續箱梁的成敗。假如連續箱梁施工支架的地基強度不夠，在箱梁混凝土澆注初期會由于支架不均勻下沉而導致箱梁產生裂縫，其中墩頂除箱梁的橫隔板及橫隔板兩側的腹板最易出現裂縫，當翼板縱向分布的鋼筋間距不止不當時，則輕易引起翼板的開裂。

1.2 支架拆除中的問題

現澆連續鋼筋混凝土箱梁支架拆除工序的控制是一個易為人們所忽視的問題。支架的拆除時間有時是按照混凝土標號達到設計標號的90%-100%控制，并不是按混凝土28d強度來控制拆架。因此，支架拆除后由于混凝土的徐變使箱梁的撓度增加，輕易使跨中正彎矩區梁底和支承處負彎矩區橋面產生裂縫。施工中連續箱梁的支架拆除應避免忽然落架，否則箱梁中會產生較大的瞬時荷載，而這種瞬時荷載往往導致過大的的施工裂縫產生，且可能大于設計答應的裂縫。

1.3 混凝土澆注時間控制不合理

箱梁現澆施工中常分兩次進行，箱梁底板澆筑完成后，由于種種原因相距許多天后再澆筑腹板及頂板。此時底板混凝土已完成了早期的混凝土收縮和徐變，不再參與后澆混凝土的變形，新混凝土的早期快速收縮則碰到了老混凝土慢速收縮或不收縮的抵制，使其變形受到約束，導致箱梁腹板及頂板中產生裂縫。

1.4 混凝土收縮的影響

鋼筋混凝土箱梁采用泵送混凝土澆筑，為滿足泵送要求，一般混凝土的坍落度較大，水泥用量較多。根據混凝土自由收縮試驗表明，水泥經用量越多，水灰比越大，骨料的彈性模量越低，則收縮也越大。此外，箱梁雖然屬于薄壁結構，由水化熱引起的溫度上升較低，但是混凝土本身收縮很大，非凡在環境氣溫變化與收縮共同作用下對于箱梁這種薄壁結構也很不利。

1.5 溫度對鋼筋混凝土連續箱梁的影響

1.5.1 水化熱：混凝土灌注后在硬化期間，水泥和水發生水化反應，并釋放出大量的水化熱，使混凝土內部溫度不斷上升，混凝土彈性模量不斷增大。從受力狀況來看，混凝土內部為壓應力，而其表現卻是拉應力，當這些拉應力超過混凝土的答應拉應力時就會出現裂縫。

1.5.2 日照溫差的影響：由于日照輻射強度、日照時間、地理位置、橋梁方位、地形地貌等隨機因素，使結構表面、內部溫差因對流、熱輻射和熱傳導等傳熱方式形成瞬時的不均勻分布，即結構的溫度場。

2 施工中如何預防裂縫產生

2.1 施工支架設計

在平坦地段，可采用滿堂支架進行連續箱梁施工，支架底部采取整體化處理，立柱之間應設置剪刀撐。對跨越河溝或需要留有行車通道的地段，則采用跨越式支架，此時，支架中的橫梁應具有足夠的剛度。支架基礎可采用混凝土預制塊或枕木。支架頂部應設置高度設節器，用以調節支架預防壓后的沉降值，使其滿足設計標高的要求。

2.2 支架地基處理

為了避免支架的不均勻，需要對支架地基進行計真處理。假如支架處為地基承載力較差的軟基地區，則需先清除淤泥及部分底層上，并分層回填碾壓至承臺頂標高；當橋梁跨徑不大，且采用跨越式支架時，則可以利用橋梁墩臺基礎的承臺作為支架的基礎。

2.3 支架的全程預壓

為了消除承受施工荷載后支架及基礎產生的彈性和塑性變形，支架必須用與箱梁相等的重量進行等荷預壓。預壓荷載置于支架頂部，但不宜直接放在箱梁底模上，以免磨損模板。在加載前后及卸載后，應定時定點測量支架的沉降情況，支架預壓應采取雙控，即持續預壓5d以上及達到穩定狀態2d以上。沉降穩定狀態標準為24h沉降±1mm。預壓采用傳統的沙袋或預制塊作為支架的預壓荷載，嚴格控制預壓重量并使預壓荷載均布，使整個支架受力均勻。

2.4 正確的拆架時間與方法

對于施工支架的拆架程序一定要予以高度重視。在工期答應的情況下，拆除時間應盡量延長。重視對連續箱梁橋拆除時間的控制，既要考慮施工上模板周轉的需要，又要考慮混凝土的溫差不能太大，腹板外模拆除后應有一定的保溫時間，不得立即噴灑冷水進行養護。

拆架時一定要先翼板、后底板、并必須從跨中對稱地向兩邊拆除。支架拆除宜分階段進行，先從跨中對稱向兩端松架，再對稱從跨中向兩端拆除，縱向對稱均衡卸落橫向應同時一起卸落。

2.5 改進混凝土的施工工藝

2.5.1 溫度控制：對于采用高強混凝土的連續箱梁，必須注重施工時混凝土的水化熱問題。降低水化熱最高溫度可以減小混凝土內部與表面的溫差，因此應使用水化熱較低的硅酸鹽水泥，避免使用水化熱高的水泥。

2.5.2 選擇合適的添加劑：摻入適當的混凝土添加劑，可以防止混凝土的早期收縮裂縫與徐變，避免過多的氣孔產生。采用高效緩凝劑使混凝土初凝時間比箱梁澆筑時間更長，避免混凝土澆筑過程的初凝開裂。

2.5.3 合理安排混凝土的澆筑時間：應合理安排混凝土施工工序，盡量使底板、腹板混凝土一次澆筑完成，并盡快將內模及頂板鋼筋制作完成后，澆筑頂板混凝土。新老混凝土先后澆筑的時間差盡量控制在3-5d內，以防止先澆筑混凝土的基巖約束作用。

2.5.4 振搗：為了改善混凝土強度，提高其抗裂性，應加強混凝土的振搗。尤其對于腹板與底板交界處、內橫梁及端橫梁等部位應加強振搗。

2.5.5 加強混凝土的養生：混凝土的養生主要是保持適當的溫度和濕度條件。現澆連續箱梁施工中，可采用灑水濕潤養生，在拆除箱梁內模、立頂板底模等交叉作業中不得使混凝土的養生中斷，以免導致梁體產生裂紋。

橋梁從建成到使用，涉及到設計、施工、監理、運營管理等各個方面。由上述可知，設計疏漏、施工低劣、監理不力，均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發現和處理問題，也是相當重要的一個環節。

［1］周祖勇，劉亮，劉路.混凝土裂縫成因及防治措施.山西建筑，2008（14）.

［2］國家行業標準：JGJ-91鋼筋混凝土結構設計與施工規程.中國建筑工業出版社，1991.

［3］國家標準：GBJ10-89混凝土結構設計規范.中國建筑出版社，2002.