研究橋梁建設中現澆箱梁施工的裂縫控制

齊 鵬

(河北建設集團有限公司 河北保定 071000)

研究橋梁建設中現澆箱梁施工的裂縫控制

齊 鵬

(河北建設集團有限公司 河北保定 071000)

隨著我國橋梁工程的快速發展，現澆箱梁因為自身具備著便利行車、平整橋面、施工材料有著較小的復雜性、養護簡單、均勻受力以及鋪設方便等基本特征而廣泛的應用在橋梁工程的建設中。

橋梁建設；現澆箱梁；裂縫控制

一、現澆箱梁施工的結構特點

隨著公路橋梁建設的快速發展，現澆箱梁結構得到了廣泛應用。由于預應力現澆箱梁結構較為輕盈，并且具有高度小、跨越能力大的優點，這些優點對于橋梁線路的設計具有一定的幫助。另外，不僅可以實現不同的跨度以及平面曲線彎曲橋，還可以有效克服地形以及地面的障礙物，使之更好地適應外部條件的變化。就現澆箱梁而言，大多都是跨連續結構，并且實施一次性整體澆筑，這樣就能夠提高橋梁的受力性能以及剛度，使人們的出行更為方便。除此之外，現澆箱梁施工所占地面積較小，并且單位體積較少，不具有墩頂蓋梁，就可以使箱梁直接落在墩柱上面，致使下部結構較為輕盈，其外部也能夠達到較好的效果。在很大程度上，現澆箱梁的實施還可以降低工程的造價，使公路橋梁建設資金得到有效的控制。

二、裂縫成因

裂縫是混凝土結構普遍存在的現象，一類是由外部荷載引起，也稱結構性裂縫或受力裂縫，說明結構承載力可能不足或存在嚴重問題；另一類裂縫是由變形引起的，也稱非結構性裂縫或變形裂縫，指變形得不到滿足，在構件內部產生自應力，當自應力超過混凝土容許應力時，引起混凝土開裂。在兩類裂縫中，變形裂縫約占80%。結合現澆箱梁過程分析，針對箱梁裂縫不同成因采取相應的預防措施。

2.1 養護不到位

箱梁拆模后未能及時養護或養護齡期不足，使混凝土強度增長緩慢、強度較低，或表面出現干縮裂紋。養護不及時，在高溫和有風天氣混凝土表面失水過快，形成干縮裂紋。

原因分析：①拆模后未及時灑水養護，灑水次數不夠，養護齡期過短；②夏季高溫時水分蒸發快，養護效果差；③土工布難以與箱梁腹板緊密接觸，箱梁腹板難以長時間保持濕潤。

2.2 溫度變化

外界氣溫較低時，混凝土內部水化熱產生的溫度和外界溫差過大而產生溫差應力，或夏季混凝土養護時采用從地下抽取的地下水直接養護，使混凝土內外產生溫差應力，導致混凝土開裂。

原因分析如下：混凝土具有熱脹冷縮的性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化時，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化的主要因素有溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當等。日照和驟然降溫是導致結構溫度裂縫的最常見原因。

2.3 基礎變形引起的裂縫

2.3.1 地基凍脹。由于基礎位于凍脹土層內，冬季含水率較高的土冰凍膨脹，溫度升高時凍土融化，地基出現沉降。北方地區此類情況比較嚴重。

2.3.2 地質資料不準確或天然擴大基礎作用在差異很大的土層內，由于地基土不均勻沉降而產生裂縫。

2.3.3 在原橋梁較近處重新修建新橋，新建橋梁基礎處理時引起地基土重新固結而使原有橋梁基礎產生較大沉降致使結構產生裂縫。

2.3.4 地質勘查及試驗資料不準確，在這種情況下進行的設計、施工已不符合真實的地質狀況，從而引起基礎不均勻沉降使結構產生裂縫。

2.4 凍脹引起的裂縫

吸水達到飽和狀態的混凝土，當外界大氣溫度低于0℃時，混凝土內呈游離狀態的水凍結為冰，由于水變為冰時體積膨脹，混凝土產生應力使混凝土的強度降低而出現裂縫。特別是當混凝土中含雜質過多，空隙較大時更容易產生裂縫。

2.5 其他原因

①混凝土配合比不合理，混凝土水泥含量、含泥量較大，使混凝土水化時產生大量水化熱，與外界形成較大溫差而產生溫度裂縫，或由于自身收縮過大產生干縮裂縫；②混凝土和易性差，或澆筑振搗工藝不當，造成混凝土（離析），使混凝土局部浮漿較厚，混凝土水化時產生干縮裂縫；③由于施工組織不當，混凝土澆筑不能連續進行，澆筑時間間隔超過混凝土初凝時間，導致先澆與后澆混凝土間形成冷施工縫，甚至會滲水。尤其在高溫天氣澆筑混凝土時干硬速度塊，極易形成冷施工縫；④模板拆除過早，拆模時混凝土強度很低，在自重作用下或受到撞擊、踩踏等荷載，由于混凝土承載力不足而產生應力裂縫；⑤箱梁局部產生應力集中而導致混凝土開裂，如張拉后箱梁跨中起拱，箱梁自重完全由支座兩端承受，使非連續端底部混凝土受集中應力過大而開裂。

三、預防裂縫產生的措施

3.1 設計施工支架在平坦地段進行施工時，采用滿堂支架對連續箱梁進行處理，支架底部進行整體硬化處理，立柱之間設置剪刀撐。當采用跨越式支架對跨越河溝或需要留有行車通道的部位進行處理，同時，支架中的橫梁剛度要足夠大。

3.2 支架的地基在施工過程中需要認真處理，防止支架地基出現不均勻沉降。如果在承載力較差的軟土地基上設置支架，通常情況下需清除淤泥，并分層碾壓回填，回填土層當嚴格控制好密實度及新填土層密實度的均勻性；當橋梁跨徑不大，并且采用跨越式支架時，在這種情況下，支架的基礎可用橋梁墩臺基礎上的承臺。

3.3 支架預壓，為消除支架及基礎產生變形，利用與箱梁相等重量的靜載對支架進行等荷預壓。為了避免磨損模板，通常情況下，不宜直接在箱梁底模上放置荷載，需用界質進行隔離。在加載前后及卸載后，需要對支架的沉降量情況進行定時定點測量，采用雙控的方式對支架預壓進行處理。

3.4 正確的拆架時間與方法采用，高度重視施工支架的拆架程序。在施工過程中，如果工期允許，盡量延長支架的拆除時間。對連續箱梁支架拆除時間的控制需要給予高度重視，一方面需要考慮施工模板周轉時間，另一方面需要考慮溫差不能太大。

3.5 改進混凝土的施工工藝

3.5.1 控制溫度。在連續箱梁施工過程中，當采用高強混凝土時，混凝土的水化熱問題應重點考慮。通過降低水化熱最高溫度，在一定程度上可以降低混凝土內部與表面之間的溫差。因此，在原材料選擇方面，盡量選擇水化熱較低的硅酸鹽水泥。

3.5.2 選擇合適的添加劑。在混凝土中，通過摻入適當的添加劑，一定程度上可避免混凝土出現早期收縮裂縫和徐變，同時可以避免產生過多的氣孔。

再者，采用高效緩凝劑后可延長混凝土的初凝時間，可有效地避免混凝土的初凝開裂。

3.5.3 合理安排混凝土的澆筑時間。對混凝土的施工工序進行合理的安排，在施工過程中，盡量使底板、腹板的混凝土一次澆筑完成，安裝完成內模及頂板鋼筋后，盡快澆筑頂板混凝土。

3.5.4 振搗。為了進一步提高混凝土的強度，強化其抗裂性能，需要對混凝土加強振搗。對于腹板與底板交界處，以及內橫梁、端橫梁等部位的混凝土尤其要加強振搗。在振搗過程中，采用兩次振搗技術對混凝土進行處理，進而在一定程度上增加混凝土的密實度，同時減少內部微裂，并且可以提高混凝土的強度。

結語

質量是各類建筑最重要的關鍵。要徹底解決現澆箱梁砼裂縫問題，首先要從思想上高度重視，牢固樹立質量意識，樹立以人為本的思想；其次，要嚴把各類材料關，確保圖紙，鋼筋，保護層墊塊等的質量；最后，要組織相應技術攻關，優化施工工藝，強化質量管理，就能夠在橋梁建筑中獲得更多的收獲。

[1]劉國榮，趙永鵬.預應力箱梁施工的幾點體會[J].山西建筑；2010，05:93.

[2]高洪麗.96m預應力箱梁后張拉技術[J].科技情報開發與經濟；2010，03:143.

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1007-6344（2016）03-0022-01

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