試論懸臂澆筑箱梁混凝土裂縫成因及控制措施

金崇強(qiáng)

摘要：隨著科技的快速發(fā)展，在目前的混凝土施工過程當(dāng)中，開始采用懸臂澆筑箱梁的混凝土施工方法。采用該方法能夠有效地提高混凝土施工的質(zhì)量，但是在目前的施工過程當(dāng)中使用懸臂澆筑箱梁的混凝土施工方法仍舊會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，影響到整體的施工質(zhì)量。而本篇文章通過對(duì)懸臂澆筑箱梁混凝土裂縫成因及控制措施進(jìn)行分析研究，并且提出問題的解決對(duì)策，為混凝土施工發(fā)展提供一定參考。

Abstract： With the rapid development of science and technology， in the current concrete construction process， the concrete construction method of cantilever box girder has begun to be used. This method can effectively improve the quality of concrete construction， but in the current construction process， the concrete construction method using a cantilever cast box girder will still cause concrete cracks and affect the overall construction quality. This article analyzes the causes of cracks in the cantilever cast box girder concrete and its control measures， and proposes solutions to the problems to provide a certain reference for the development of concrete construction.

關(guān)鍵詞：懸臂澆筑箱梁;混凝土裂縫成因;控制措施

Key words： cantilever cast box girder;cause of concrete cracks;control measures

中圖分類號(hào)：U445 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）06-0179-02

0 ?引言

建筑行業(yè)和建筑技術(shù)的快速發(fā)展，我國的寬體箱梁橋結(jié)構(gòu)越來越多，但是在實(shí)際的寬體箱梁橋結(jié)構(gòu)的使用過程當(dāng)中，寬箱梁、重箱梁、懸臂的重量較大，這就需要進(jìn)行建筑吊梁工作，這也加大了建筑工程施工的困難。同時(shí)在實(shí)際的使用過程當(dāng)中，由于吊籃易發(fā)生變形，吊點(diǎn)之間存在著不平衡力，這會(huì)影響到混凝土的收縮，使混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷烈坏┊a(chǎn)生裂縫，不僅會(huì)影響到建筑工程的質(zhì)量，也會(huì)影響到工程的安全，因此本篇文章通過對(duì)懸臂澆筑寬箱梁施工裂縫成因進(jìn)行分析研究，對(duì)于建筑工程施工發(fā)展來講具有非常重要的意義。

1 ?懸臂澆筑寬箱梁施工預(yù)應(yīng)力筋受力分析

對(duì)于懸臂澆筑寬箱梁施工來講，在實(shí)際的施工過程當(dāng)中要嚴(yán)格按照施工的規(guī)章制度來進(jìn)行。首先按照規(guī)章制度對(duì)寬箱梁的正常使用和極限使用狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。其次針對(duì)寬箱梁的不同類型，選擇合適的計(jì)算方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力負(fù)荷的計(jì)算。對(duì)于變截面連續(xù)剛構(gòu)橋來講，在實(shí)際的計(jì)算過程當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力筋受力情況除去本身使用的附加載荷之外，在連續(xù)剛構(gòu)橋在使用過程當(dāng)中，橫向還會(huì)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的分布，該內(nèi)容也被稱作附加載荷的影響。因此，在計(jì)算過程當(dāng)中需要結(jié)合附加載荷的影響和附加載荷來計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的受力情況。另外對(duì)于鋼梁曲線在水平面或者是垂直于水平面的結(jié)構(gòu)來講，在整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用過程當(dāng)中除水平和垂直的預(yù)應(yīng)力之外，在整體的張拉過程當(dāng)中還會(huì)產(chǎn)生腹板或者是徑向的壓力。因此在計(jì)算的過程當(dāng)中，要對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的垂直線性進(jìn)行詳細(xì)的分析，充分了解預(yù)應(yīng)力筋的受力情況后，對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行科學(xué)合理的安排，提高混凝土加固施工的效果。

2 ?懸臂澆筑寬箱梁施工混凝土裂縫成因

對(duì)于建筑工程項(xiàng)目來講，混凝土是非常重要的施工內(nèi)容，一旦混凝土產(chǎn)生裂縫，不僅會(huì)影響到整體的施工質(zhì)量，也會(huì)影響到施工人員的安全。通過對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行分析研究能夠發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行橋梁底板預(yù)應(yīng)力筋分析的過程當(dāng)中，底板鋼束曲線上的力會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中若曲線上的力過大就會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。另外在鋼束折疊的過程當(dāng)中會(huì)對(duì)底板產(chǎn)生力的作用。也會(huì)直接影響到混凝土的施工，使混凝土產(chǎn)生裂縫。除以上兩點(diǎn)內(nèi)容之外，在實(shí)際的混凝土施工過程當(dāng)中，以下內(nèi)容也會(huì)影響到混凝土的施工質(zhì)量，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.1 設(shè)計(jì)方面

對(duì)于工程項(xiàng)目建設(shè)來講，設(shè)計(jì)方面會(huì)影響到實(shí)際的施工質(zhì)量，而對(duì)于混凝土施工來講，混凝土方案的設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力的分析也會(huì)對(duì)混凝土的施工質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響。對(duì)于混凝土的施工來講，在設(shè)計(jì)方面主要存在兩點(diǎn)原因，會(huì)直接影響到混凝土的施工質(zhì)量，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

①不用于橫向預(yù)應(yīng)力。對(duì)于懸臂澆筑寬箱梁施工來講，在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，寬箱梁底部在垂直平面少會(huì)有一定的彎曲程度，因此要根據(jù)寬箱梁彎曲程度來布置預(yù)應(yīng)力鋼束。對(duì)于寬箱梁的預(yù)應(yīng)力鋼束布置進(jìn)行分析研究后，利用預(yù)應(yīng)力等效荷載的原理進(jìn)行具體的分析，能夠明顯的發(fā)現(xiàn)在寬箱梁底部會(huì)產(chǎn)生向下的荷載，而這一荷載就會(huì)導(dǎo)致腹板發(fā)生橫向的彎曲。一旦出現(xiàn)這種情況，如果橫向的預(yù)應(yīng)力沒有充分的抵銷，或者是在底板截面處存在梁的結(jié)構(gòu)，就會(huì)導(dǎo)致底板產(chǎn)生縱向的裂縫。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)還會(huì)受到軸向力的作用，軸向力會(huì)通過彈性壓縮而縮短。但是在垂直方向，由于材料本身泊松比的影響，就會(huì)使得拉伸的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生一定的變化，一旦預(yù)應(yīng)力的值超過了橋梁本身的儲(chǔ)備值，在垂直方向就會(huì)產(chǎn)生較大的變化。這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致垂直方向出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道的裂縫，對(duì)后續(xù)施工會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

②對(duì)于懸臂澆筑寬箱梁的施工來講，懸臂澆筑寬箱梁本身的結(jié)構(gòu)會(huì)受到本身自重的影響。由于懸臂澆筑寬箱梁本身自重較大，就會(huì)導(dǎo)致寬箱梁本身存在一定的內(nèi)力，而外界預(yù)應(yīng)力的大小會(huì)使得內(nèi)力出現(xiàn)不同的分布，而影響到懸臂澆筑寬箱梁的結(jié)構(gòu)。而在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員不重視寬箱梁內(nèi)力所帶來的影響，也忽視了內(nèi)力分布不同的情況，這影響了整體預(yù)應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的預(yù)應(yīng)力分析過程當(dāng)中，對(duì)于連續(xù)鋼構(gòu)橋的分析計(jì)算和平面連桿機(jī)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力分析計(jì)算相似，該分析主要利用剪力滯效應(yīng)來進(jìn)行預(yù)應(yīng)力、蠕變和溫度對(duì)整體結(jié)構(gòu)所帶來的影響。然而利用該效應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行分析時(shí)存在一定的缺陷，該效應(yīng)對(duì)于復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬和分析，會(huì)影響到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)理論和假設(shè)理論所得到的預(yù)應(yīng)力結(jié)果分析與實(shí)際箱梁的狀態(tài)存在較大的差異，因此導(dǎo)致施工出現(xiàn)裂縫問題。

2.2 施工方面

在實(shí)際的使用過程當(dāng)中也會(huì)出現(xiàn)一定問題，會(huì)直接影響到施工質(zhì)量，使混凝土工程產(chǎn)生裂縫影響到施工的安全，在實(shí)際使用過程當(dāng)中主要會(huì)存在以下兩點(diǎn)問題。

①鋼束的定位成折線形。

在實(shí)際的使用過程當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力管和橋梁的位置不符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，而影響到了施工的質(zhì)量，導(dǎo)致施工出現(xiàn)裂縫問題。該問題的出現(xiàn)可能是在圓弧或者是拋物線型鋼梁的設(shè)計(jì)過程中，最初的設(shè)計(jì)方案是將其設(shè)置為線性，但是在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，由于工程本身?xiàng)l件的限制，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管道和兩段的位置無法滿足設(shè)計(jì)的要求。

②合龍時(shí)存在合龍高差。

在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，利用懸臂澆筑寬箱梁施工方式進(jìn)行施工的工程，一般根據(jù)工程本身的設(shè)計(jì)要求來設(shè)計(jì)方案，并且工程兩端閉合高度為零。但是在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，存在其他不確定的因素會(huì)影響到工程的施工，同時(shí)由于沒有對(duì)施工進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理，導(dǎo)致在進(jìn)行合龍時(shí)出現(xiàn)合龍高差的問題產(chǎn)生。有時(shí)閉合高度差不會(huì)相差過多，但有時(shí)閉合高度差能夠達(dá)數(shù)厘米以上。這一問題會(huì)嚴(yán)重影響到整體的施工質(zhì)量。如果沒有及時(shí)地對(duì)該問題進(jìn)行解決，在后續(xù)的施工過程當(dāng)中很容易出現(xiàn)底部或局部的二次脫落或開裂。

3 ?解決措施

在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，為了解決裂縫問題，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。①首先在混凝土澆筑的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)在氣溫較低的天氣下進(jìn)行，并且盡快完成混凝土澆筑工作，減少混凝土水化熱對(duì)整體工程所帶來的影響。②其次，在施工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備的吊臂進(jìn)行加固工作，使其橫向的剛度得到增強(qiáng)，保障工程的順利開展和正常進(jìn)行。③最后通過計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，對(duì)箱梁頂?shù)装鍣M向受力鋼筋面積應(yīng)當(dāng)進(jìn)行增加，這樣能夠有效地防止混凝土的開裂。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于建筑工程項(xiàng)目來講，利用懸臂澆筑寬箱梁施工方式能夠提高施工質(zhì)量和施工效率。通過對(duì)混凝土裂縫成因進(jìn)行分析研究，利用有限元法進(jìn)行仿真分析，得到了相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果。將數(shù)據(jù)結(jié)果應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，不僅能夠有效地控制裂縫的形成，也能夠?yàn)閼冶蹪仓捪淞菏┕さ倪M(jìn)一步加固提供了有力的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]代鵬.連續(xù)剛構(gòu)箱梁懸臂澆筑節(jié)段混凝土裂縫控制研究[D].重慶交通大學(xué)，2018.

[2]王曙琿.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁裂縫控制措施研究[D].華南理工大學(xué)，2017.

[3]曹科.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋1/4跨箱梁裂縫成因分析[D].重慶交通大學(xué)，2016.

[4]黃億玲.趕水大橋箱梁懸臂澆筑施工期裂縫控制技術(shù)研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.