淺析懸澆梁腹板縱向裂縫產生的原因

章志靈

泰州市市區公路工程建設指揮部 江蘇泰州 225300

懸臂澆筑法是指在橋墩頂0號塊（或0號塊與1號塊）澆筑完成后，在已完節段兩側設置掛籃作為工作平臺，向跨中逐段平衡地澆筑混凝土并施加預應力，最終在跨中進行合攏的施工方法。該施工方法在1950年由德國人菲斯特瓦德首先使用，目前懸臂澆筑施工工藝已非常成熟，施工中常見的腹板裂縫有兩種，一種是與底板約呈45°的斜裂縫，另一種是沿預應力管道的裂縫，往往靠近錨頭處裂縫開展較寬，向錨固段逐漸變窄而至消失，而腹板出現近似水平的縱向裂縫較為少見[1]。

1 工程概況

江蘇某快速路項目中一座跨徑為（72+128+81）米預應力混凝土變截面連續梁橋在施工過程中多個節段出現腹板縱向裂縫。該橋單幅寬13米，懸澆最大節段高7．04米，最大節段重量為158．1噸，采用C55混凝土澆筑，采用總重45．95噸的菱形掛籃施工，掛籃與最大節段重量比為29．1%。主橋縱向預應力釆用19Ф15．2、15Ф15．2、12Ф15．2三種規格的鋼絞線束。為防止不均勻荷載在主墩兩側設置鋼管混凝土臨時支墩作為臨時固結。

2 腹板裂縫情況

本項目為四幅分離式橋，共有十六個掛籃，從1號塊開始直至8號塊，大部分節段均出現過縱向水平裂縫，我們召集了設計、咨詢、監理、檢測、監測等單位并邀請技術專家多次開會分析討論并拿出處理方案進行試驗，直至9號塊以后的節段裂縫才逐漸變小至消失。腹板裂縫出現的時間沒有規律，有的出現在內膜拆除后，有的出現在預應力張拉后，有的出現在下一節段綁扎鋼筋時。現澆節段為對稱結構，但裂縫的出現并不對稱，裂縫從距離張拉端0．8-1．0米處開始發展止于接近本節段末，大多出現在腹板根部向上約1．5-2．0米的位置，呈現出水平或兩頭高中間低的形狀，且裂縫位置距離波紋管較遠，裂縫寬度大多在0．2毫米以內最大可達0．3毫米，深度為57-64毫米。經分析，裂縫與成橋受力沒有關系，為非結構性裂縫[2]。

3 已采取的防裂措施

本工程中該類型裂縫并非偶發，各建設主體均非常重視。施工單位征得設計同意后采取了加密腹板非預應力筋、在鋼筋外增設防裂鋼筋網、增設斜向鋼筋、調整配合比等措施，腹板的開裂情況得到了好轉但效果不明顯。由于工期緊且縱向裂縫在施作豎向預應力后能得到很好的閉合并不再繼續發展，經專家組討論決定，繼續按計劃施工并采取構造措施減少裂縫的產生，張拉豎向預應力后對裂縫進行封閉處理。

由于張拉端附近未出現裂縫，該位置局部加強筋布置較密，部分專家認為裂縫的出現與防崩鋼筋的布設有關，設計單位重新優化并加強了防崩鋼筋的設置，但此時已施工至9號塊以后的節段，節段混凝土重量已大大減小，調整并加強防崩鋼筋是否確實有效值得商榷[3]。

4 縱向裂縫產生原因討論

裂縫的產生往往是多個原因共同作用的結果，我們分析了本項目裂縫產生的原因主要有如下幾個。

4.1 混凝土配合比中水泥用量大

為確保節段澆筑后4天內達到設計強度的90%，本項目采用52．5水泥，每方用量為493千克，因配合比中未使用粉煤灰，水泥用量大，水化熱大，溫度變形往往是造成混凝土早期裂縫的直接原因，但溫度裂縫常為澆筑后早期的縱橫交錯的表面龜裂，與現場裂縫形態不一致，配合比不是造成本項目裂縫的主要原因。

4.2 施工原因

由于混凝土運輸不及時等原因形成了冷縫，有些冷縫外露面被后澆筑混凝土的砂漿填充，拆模后看不出裂縫，實際內部已出現微小裂縫，待掛籃行走到下一節段后，混凝土失去了掛籃底膜的支承，進一步發展成為可見的裂縫。冷縫是腹板受力的薄弱環節，當腹板中出現拉應力時會最早發展成為裂縫。另外，施工過程中養護不到位也是出現裂縫的原因之一。

4.3 掛籃吊桿過柔、吊桿緊固度不足

經復核施工方案的，該掛籃的最大位移點為掛籃前吊桿下端，累計位移為19．8mm，其中掛籃主桁架撓度為9．6mm，吊桿伸長量為10．2mm，雖滿足規范不大于20mm的要求但富余量過小，稍有不慎就不滿足規范要求。掛籃前、后吊桿的緊固度不足，隨著混凝土的澆筑，在非彈性變形和彈性變形的共同作用下，混凝土形成強度的早期，掛籃出現了沉降導致腹板出現裂縫。

5 裂縫防治的建議

在我們負責建設的另一條快速路項目中有一座跨徑為（66+110+66）米的同類連續梁橋，我們要求施工單位施工前注重配合比的設計，選擇合適的水泥細度，使用水化熱小的水泥品種。嚴格按設計單位推薦的臨時固結方案施工，若臨時固結方案與設計推薦方案不同，應請設計單位進行復核。采用加大前吊桿截面、加密前吊桿、設置預拋高、對后吊桿施加預應力等措施消除吊桿的非彈性變形并減少掛籃的彈性變形。施工過程中加強防崩鋼筋的布設和焊接質量，確保混凝土的及時供應、加強振搗、嚴格控制兩層混凝土的澆筑時間差。同時施工單位也加強了掛籃的剛度設計，在各節段施工過程中腹板未再出現水平縱向裂縫[4]。

6 結語

懸澆箱梁腹板縱向裂縫大多為非結構性裂縫，這些裂縫雖不影響結構安全，卻造成人們心理上的不安并影響了橋梁的外觀，采取適當措施避免裂縫的出現，本文從混凝土配比、掛籃方案設計、施工過程中、混凝土養護等方面對懸澆箱梁腹板縱向裂縫形成原因進行了分析，并在另一同類項目中進行了重點注意，效果明顯，為今后類似工程施工提供參考。