談鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫成因及解決措施

1、    談鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫成因及解決措施    王立新摘要：隨著交通基礎(chǔ)建設及運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，在公路橋梁設施的使用過程中，由于交通量急劇增加，車輛的行使速度和車輛軸重的增長，同時因自然環(huán)境，施工工藝等原因，公路的病害也存在不少，針對這一點，本文重點研究了砼結(jié)構(gòu)裂縫的成因及控制措施。簡要介紹了該橋靜栽試驗的主要結(jié)果。關(guān)鍵詞：橋梁；連續(xù)箱粱；裂縫；靜載試驗abstract: with the transportation infrastructure construction and transportation of rapid developm

2、ent, and the use of the highway bridge facilities in the process, because traffic increase sharply, the exercise of vehicle speed and vehicle axle load growth, at the same time because the natural environment, the construction technology and other reasons, the disease of highway also has many, in vi

3、ew of this, this article focuses on the causes of cracks of concrete structure and control measures. briefly introduced the bridge of the main results of the static planted test.keywords: bridge; continuous box beams; crack; static load test中圖分類號: tu528.571 文獻標識碼：a文章編號：前言：隨著我國交通事業(yè)蓬勃發(fā)展、高速公路建設的不斷完善、國內(nèi)

4、高速公路網(wǎng)的形成，使得高速公路承擔起了主要的交通運輸任務、經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了整個交通運輸業(yè)的繁榮，在高速公路上涌現(xiàn)出大量大型、重型車輛，這些加速了高速公路路橋嚴重破損、承載能力下降。因此，對路橋結(jié)構(gòu)的維修、加固和補強的研究及應用，是目前和今后面臨的主要任務。鋼筋砼連續(xù)箱梁具有建筑高度低、造型美觀、承載能力高、造價低和施工方法簡單等優(yōu)點，因此，在高速公路跨線橋中應用十分廣泛。但由于種種原因，裂縫現(xiàn)象十分普遍。某橋上部構(gòu)造采用 20m+26m+20m 鋼筋砼連續(xù)箱梁，砼強度等級為c4o，橋?qū)抣1.49m，其橫截面見圖1。箱梁施工采用支架現(xiàn)澆，目前，已完成箱梁澆筑、支架拆除及護欄澆筑等。檢查發(fā)現(xiàn)箱

5、梁正彎矩區(qū)的底板、 腹板及翼板出現(xiàn)多條裂縫。圖1 某橋橫截面(單位：cm)1 裂縫現(xiàn)象1.1 裂縫描述(見圖2)圖2 上游側(cè)裂縫示意圖1.2 裂縫特征腹板裂縫具有如下特征：裂縫間距為0.81.6m；裂縫寬度為 0.080.3mm，個別縫寬達0.8mm； 裂縫基本垂直于跨徑方向；跨中附近正彎矩區(qū)裂縫深入底板，并與底板底面裂縫相連；其余裂縫均起于底板或距底板一定距離處；底板范圍內(nèi)的裂縫寬度均小于腹板上裂縫。2 裂縫分析2.1 基巖約束效應腹板及頂板是在底板澆筑完畢14d后才施工的，由于底板砼已經(jīng)完成了早期收縮與徐變，不再參與腹板砼的變形，即形成了基巖約束效應。根據(jù)文獻，估算基巖約束效應產(chǎn)生的最大水

6、平應力達3.70mpa rf。計算公式如下：式中：為上層砼澆筑體彈性模量；為砼線膨脹系數(shù)，取1.0×10-5；t為溫差，取20，包括砼收縮引起的當量溫差；為砼泊松比，取0.167；l為砼澆筑體長度；為基礎(chǔ)水平阻力系數(shù)，由于澆筑 間隔期達14d，故取1.5nmm3；h為砼澆筑體高度。如果r超過同期砼抗拉強度，腹板砼便會開裂。r最大值在跨中附近，所以跨中產(chǎn)生第一批裂縫， 把一塊板分成兩塊。分塊后的板中又會產(chǎn)生水平拉應力，但由于板長為原來的一半，因而減小。如果小于砼抗拉強度，則不再產(chǎn)生裂縫；否則，還會出現(xiàn)第二批、第三批裂縫，直至板中水平拉應力小于砼抗拉強度時才趨于穩(wěn)定?；鶐r約束效應是產(chǎn)生腹

7、板裂縫的主要原因，因此，除跨中附近正彎矩區(qū)裂縫深入底板外，其余裂縫均起于底板或距底板一定距離處?？缰懈浇鼮檎龔澗貐^(qū)，裂縫具有向底板擴展的趨勢，因此，底板范圍內(nèi)的裂縫寬度均小于腹板上裂縫。2.2 施工工藝原因該橋砼施工采用泵送工藝，分2次進行澆筑，第一次澆底板，第二次澆腹板及頂板；先澆第三跨，再 澆第二、第一跨。正確的施工工藝應為：先澆底板及部分腹板，然后再 澆其余腹板及頂板；每次澆筑時，應先澆第二跨，再依次向邊跨澆筑。采取這種對稱的施工方法可減小基巖約束效應，減少裂縫產(chǎn)生。2.3 砼配合比原因該橋采用的砼強度等級為c4o，配合比為水：水泥：砂：碎石一195：450：661：1174，14d砼強

8、度最低達40mpa，28d砼強度最低達50mpa。水泥用量偏大，水化熱溫升增高，增加裂縫產(chǎn)生的可能。3 裂縫控制裂縫控制的關(guān)鍵是防患于未然，首先應盡量避免有害裂縫的產(chǎn)生，如果產(chǎn)生了有害裂縫，應采取措施將裂縫的有害程度控制在允許范圍內(nèi)。對于該橋，可采取以下主要措施：1) 增加水平構(gòu)造配筋，提高抗裂性能。盡可能采用小直徑、小間距配筋，鋼筋直徑814mm、間距1o0150mm較合理。2) 嚴格控制砼原材料的質(zhì)量和技術(shù)標準，采取“精料方針”， 盡可能減少粗、細骨料的含泥量。3) 對砼集料配比應作細致分析，強度等級與水化熱及收縮有矛盾，應根據(jù)工程條件選擇最優(yōu)方案。4)采用2次振搗技術(shù)，增加砼密實度，減少

9、內(nèi)部微裂縫，改善砼強度，提高抗裂性，是裂縫控制的重要措施。要求掌握好2次振搗的時間間歇(1h 為宜)，否則，會破壞砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使強度性能降低。5) 確保布料點均勻、數(shù)量足夠，保證砼骨料分布的均勻性。嚴格限制澆筑順序，讓收縮大的部位先自由收縮，再合龍，以減小最終收縮量。6) 產(chǎn)生裂縫的主要因素是水化熱降溫引起的拉應力，所以必須盡可能減小人模溫度，薄層連續(xù)澆筑， 隨后采取保溫措施，降低內(nèi)外溫差。緩慢降溫尤其重要，可為砼松弛創(chuàng)造條件。同時，砼應保持潮濕狀態(tài)， 這對增加強度、減少收縮十分有利。7) 增強養(yǎng)護措施，防止出現(xiàn)較大的驟降溫差，這是防止裂縫的重要條件之一。只要加強養(yǎng)護，保持濕潤，及時做好隔熱和

10、保溫處理，則裂縫可避免。8) 減小新、老砼澆筑的間隔時間，間隔時間越長，上、下層溫差越大，老砼的彈性模量越高，剛度越大，對新砼的約束作用越大，溫度應力狀態(tài)十分不利，極易開裂。4 質(zhì)量檢測為驗證該橋是否滿足正常使用要求，進行了靜載試驗。采用5輛30t載重汽車加載。設中跨跨中和邊跨跨中兩個控制截面，各設5個撓度測點(布置在底板底面)和2個應變測點(上、下游各1個，布置在箱梁腹板下緣)。試驗中對箱梁底板和腹板的新、舊裂縫擴展情況進行監(jiān)測，包括中跨跨中截面附近 8條裂縫(上、下游各4條)、邊跨跨中截面附近6條裂縫(上、下游各3條)和支座附近1條裂縫。裂縫的最大擴展寬度為 0.14mm，且卸載后裂縫回縮情況較好。試驗過程中，箱梁腹板未產(chǎn)生新裂縫，底板跨中附近局部產(chǎn)生細微新裂縫。該結(jié)構(gòu)雖然承受了試驗荷載，但實測撓度及縱向應變值與理論值相比均偏大，撓度最大校驗系數(shù)為 1.17，縱向應變最大校驗系數(shù)達1.51，說明裂縫造成結(jié)構(gòu)強度、剛度降低。建議對現(xiàn)有裂縫進行補強處理。5 結(jié) 語目前，我國的建筑中，砼結(jié)構(gòu)占主導地位，而任何一座砼結(jié)構(gòu)都存在不同程度的裂縫。這是一個相當普遍的現(xiàn)象，是困擾