摘要:针对预应力砼连续箱梁梁体裂缝问题,本人结合自身参与工程管理实践经验,从工程管理的角度出发,深入地探讨一下预应力砼连续箱梁裂缝产生的原因及预防措施。
关键词:预应力砼;连续箱梁;裂缝类型;产生成因
预应力砼连续箱梁作为目前我国桥梁结构的主要型式,在各大工程项目中得到广泛应用。由于其设计应用率高,其结构质量也越来越被重视。在众多质量预控项目中,其裂缝问题较为常见,在所有质量病害中出现频率较高。由于混凝土裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响箱梁的外观,降低箱梁使用寿命。所以,对裂缝的有效控制是影响箱梁施工质量的关键。但由于箱梁具有大体积、大厚度等特点,加上外部环境等客观条件的限制,使得裂缝问题的防治是成为了箱梁施工工艺控制的难点。对此,为更好地解决裂缝问题,降低裂缝的潜在危害,下面,本人将结合多年参与工程管理实践经验,就箱梁裂缝如何产生、如何避免裂缝等问题展开深入探讨,以供业内同行参考借鉴。
一、箱梁裂缝类型和成因分析
根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为:翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。
①翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处,横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁,横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘,并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内,越靠近支点裂缝越严重,对于该类型裂缝,主要由以下原因引起,混凝土徐变引起横向裂缝,在长期荷载作用下,受混凝土徐变影响,箱梁在运营6年～7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布,给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变,各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的,附加弯矩随时间不断增加,直到混凝土徐变停滞为止。
同时,预应力松弛也会引起横向裂缝,对于预应力混凝土结构,箱梁内部预应力对结构应力状态有较大的影响,随着桥梁运营时间的增长,预应力钢束发生松弛效应,并且越来越明显。在现代施工中一般采用低松弛钢绞线材料,并且规范张拉工艺,但在具体操作中难免会出现与规范不相吻合的情况,力筋长期持荷加之混凝土收缩徐变影响,预应力损失也是相当严重的。同时,选用钢筋不合理也会引起横向裂缝,对于普通钢筋混凝土箱梁,钢筋与混凝土的粘结力对结构的整体刚度和裂缝的扩展有较大的影响。我们应该选用表面不光滑、化学吸附作用和握裹力都较强的预应力钢筋。
②腹板斜裂缝一般发生在支点至1/4跨之间。对于预应力和非预应力箱梁,在施工阶段以及在运营阶段,腹板经常出现斜裂缝,斜裂缝同样有多种因素引起,有设计计算、设计构造配筋、施工工艺、气候条件、日常维护、荷载工况等。部分因素在导致翼缘板出现横向裂缝的同时也是腹板斜裂缝的主要原因,首先,预应力损失过大导致腹板主拉应力过大,由于纵向预应力损失的存在,部分预应力损失超过设计计算值导致截面抗弯承载力严重下降,从而产生翼缘板横向裂缝。
二、预防裂缝产生的相关措施
2.1 施工支架设计
在平坦地段,可采用满堂支架进行连续箱梁施工,支架底部采取整体化处理,立柱之间应设置剪刀撑。对跨越河沟或需要留有行车通道的地段,则采用跨越式支架,此时,支架中的横梁应具有足够的刚度。支架基础可采用混凝土预制块或枕木。支架顶部应设置高度设节器,用以调节支架预防压后的沉降值,使其满足设计标高的要求。预压结束后应根据承受施工荷载后将产生的弹性变形和箱梁底部的设计预拱度等因素来调整模板标高。
2.2 支架地基处理
为了避免支架的不均匀,需要对支架地基进行认真处理。如果支架处为地基承载力较差的软基地区,则需先清除淤泥及部分底层上,并分层回填碾压至承台顶标高;当桥梁跨径不大,且采用跨越式支架时,则可以利用桥梁墩台基础的承台作为支架的基础。必要时可考虑采用临时扩大基础,桩基础或混凝土护筒基础。
2.3 支架的全程预压
为了消除承受施工荷载后支架及基础产生的弹性和塑性变形,支架必须用与箱梁相等的重量进行等荷预压。预压荷载置于支架顶部,但不宜直接放在箱梁底模上,以免磨损模板。在加载前后及卸载后,应定时定点测量支架的沉降情况,支架预压应采取双控,即持续预压5d以上及达到稳定状态2d以上。沉降稳定状态标准为24h沉降±1mm。
对于支架地基条件变化较大的地段,支架必须进行全程预压,不能仅预压一孔支架取得"经验数据",并将其用于全桥。预压采用传统的沙袋作为支架的预压荷载,严格控制预压重量并使预压荷载均布,使整个支架受力均匀。 2.4 正确的拆架时间与方法
对于施工支架的拆架程序一定要予以高度重视。在[1] [2] 下一页 |
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