淺析橫江水庫特大橋剛構頂板裂縫成因及控制措施

1、淺析橫江水庫特大橋剛構頂板裂縫成因及控制措施李波（廣東華路交通科技有限公司，廣東，廣州，510420）【摘 要】木文以汕湛高速公路橫江水庫特大橋為背景，此橋主橋為5*100m 剛構橋梁，施工過程中0、1#塊出現(xiàn)較多不規(guī)則裂紋，木文根據(jù)結(jié)構內(nèi)在和外部 施工、環(huán)境等原因分析裂紋牛成原因，并采取措施有效抑制了裂紋的發(fā)展和新裂 紋的生成，為類似工程提供一定的借鑒。【關鍵詞】特大橋；剛構；裂紋汕湛高速揭博項目橫江水庫特大橋全長1031m，上跨地方一級水源保護區(qū)橫 江水庫，為該項目控制性工程。近年來，連續(xù)剛構橋越來越收到重視，但同時產(chǎn) 牛了一系列弊端，其中較多剛構橋在建設和運營過程中出現(xiàn)了各種形式的裂紋,

2、 這些裂縫不僅會消弱結(jié)構的剛度和強度，而且會影響橋梁的安全性和耐久性。木 文就橫江水庫特大橋0、1#塊施工過程幽現(xiàn)的裂縫進行了實地考察并分析研究, 針對性地采取了一系列控制和預防措施。一、工程概況該橋主橋（3#-10#墩）上部結(jié)構采用（55+5×100+55）m預應力碗連續(xù)剛 構，共分成15種梁段。其中07#梁段為立托架現(xiàn)澆，2-13#梁段采用掛籃懸臂 現(xiàn)澆施工，14#梁段為合龍段，15#梁段為邊跨現(xiàn)澆段（采用支架施工）。箱梁縱向 分塊為3.8m （邊跨現(xiàn)澆段）+2.0m （邊跨合龍段）+4×4m + 5×3.5m + 3&t

3、imes;3m （12 個懸澆段）+2.5m （1#梁段）+8m （0#梁段）+2.5m （1#梁 段）+3×3m + 5×3.5m+4×4m （12 個懸澆段）+2.0 （中跨合 龍段）。主梁底板厚度變化采用2次拋物線，由2#梁段處83.5cm漸變到跨中30cm, 1#梁段底板設置倒角加厚至140cm；主梁頂板厚0#塊采用50cm,其余均采用 28cm； 0#塊 442.4013、重 1150.2t, 1#塊 84m3、重 218.4to 0#、1#塊主體工程截 面圖如下：二、施工情況0、1#塊箱梁采用預埋貝雷陰陽頭及鋼板搭設支架現(xiàn)

4、澆施工的方案施工吋， 分兩次澆筑，第一次澆筑至頂板倒角位置離頂板1.3m,第二次澆筑剩余1.3mo 混凝土施工施工在2014年12月份，施工氣溫在10-22°co1、栓配比情況現(xiàn)澆箱梁設計強度為c55,由于本項目周邊河砂較粗(mx二3.02320),經(jīng)項 目試驗室試配和第三方jc1中心試驗室復核，卷配合比為：水泥：河砂：大石(10-20mm)：小石(5-10mm)：水：外加劑=495:767:700:300:158:5.94,其和易 性滿足設計要求，混凝土 r28滿足配制強度要求。3、混凝土施工情況底腹板絵方量420方，頂板240方，采用2臺地泵對稱澆筑?；炷猎O計坍落度 140-1

5、80mm,實測為 165-180mmo底腹板澆筑時間為9.5-15.3h,頂板澆筑時間為6-9ho4、養(yǎng)生情況檜養(yǎng)生均采取灑水養(yǎng)生7天，面板、底板覆蓋土工布的措施，養(yǎng)生過程中存 在局部土工布覆蓋不到位，不及時的情況，灑水間隔吋間過長，不能保持卷表面 濕潤狀態(tài)。5、張拉情況張拉與混凝土澆筑間隔時間最長的為z7#墩和z4#墩，為8天，最短為z9# 墩，為6天。6、內(nèi)模拆除內(nèi)模拆除與混凝土澆筑間隔時間最長為z9#墩，為8天；最短z4#墩為3天。三、裂紋排查情況2015年1月3日，左幅4、5、7、8、9#墩0、1#塊底腹板和頂板已澆筑完 成，4、9#墩已拆內(nèi)模，橋梁工程師發(fā)現(xiàn)9號墩箱梁內(nèi)存在裂紋，并進

6、行了初步 排查，發(fā)現(xiàn)裂紋多為從橫隔板頂施工縫處向頂板延伸發(fā)展，另外，人洞周邊有幾 條徑向發(fā)展裂紋。為進一步了解裂紋發(fā)展部位及產(chǎn)生原因，對已經(jīng)拆完內(nèi)模的4、7、8、9#左 幅0、1#塊進行全面排查。從排查結(jié)果來看，0#塊內(nèi)箱頂板裂紋較多，占裂紋總數(shù)比列達54% （裂紋總 數(shù)128條，0號塊69條，1號塊59條），多為內(nèi)模拆除后產(chǎn)生，從頂板四角向面 板發(fā)展，面板上裂紋縱橫交錯（呈不規(guī)則狀），1#塊裂紋多為縱向和沿倒角處斜 向發(fā)展，以上排查裂紋基本全部位于頂板及倒角部位（第二次澆筑絵部位），裂 紋寬度在0.1-0.4mmo四、裂紋成因分析1、溫度的因素第二次絵澆筑后水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，從而使混

7、凝土內(nèi)部溫度升高, 大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升，而拆模后 而混凝土表面散熱較快，加上水庫橋位處風力較大，晝夜溫差也較大，約6j6 度之間，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，導致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收 縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生很人的拉應力而產(chǎn)生裂縫，溫 度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構裂縫?？v橫交錯，0、1號塊裂紋大 多為此類型。2、齡期差及徐變的因素橫江水庫主墩0、1號塊栓底腹板及頂板碗分兩次澆筑，其中左幅49號墩 兩次絵澆筑時間均大于批復施工方案7天內(nèi)澆筑完成的要求，兩次栓澆筑吋間跨 度均在天不等，齡期對混凝土徐變有非常顯著的影響

8、。齡期越小，水泥的 水化越不充分，混凝土的強度越低，混凝土的徐變也越大，所以絕大部分裂紋都 產(chǎn)生在第二次澆筑的頂板絵表面，并止于兩次絵澆筑施工縫處。3、原材料的因素砂的細度模數(shù)偏大，需要更多的水泥填充密實，造成水泥用量增加，以滿足 檜和易性和泵送要求，由于確未使用外摻料，為了滿足卷工作性能達到施工要求, 水泥用量較高，使絵的水化熱增大引起裂紋。4、養(yǎng)生的因素橫江水庫橋位處匯風口，風力大，1號塊底板栓表面及0、1號塊頂板卷表 面絵成型后，未保持濕潤養(yǎng)生狀態(tài)，水分蒸發(fā)快，水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干 縮，而內(nèi)部溫度變化小，收縮較小，從而使表面收縮變形受到內(nèi)部絵的約束力， 引起絵表面開裂。5、基巖約束

9、效應剛構0、1#塊腹板和底板厚度較大，但頂板較薄，各部位剛度懸殊，箱梁分 兩次澆筑，口兩次澆筑時間間隔較長，下部混凝土的收縮先期已基本完成，而頂 板澆筑后，其妊收縮和水化熱降溫引起的收縮相互疊加，形成頗人的收縮量，這 種收縮收到橫隔板和腹板接觸面強大的約束導致頂板開裂，稱為“基巖約束效應”。五、預防與整改措施1、采購蒸汽養(yǎng)生設備2臺用于主墩箱梁養(yǎng)生，并要求以后施工過程中對每 個主墩進行配備，混凝土拆模后及時進行養(yǎng)生。2、針對原材料砂級配偏粗的情況要求承包人進場中砂，并重新對主墩箱梁 絵配合比進行調(diào)整，降低水泥用量。3、縮短兩次栓澆筑時間間隔，對時間間隔較大的箱梁施工，在0號塊頂板 增加防裂鋼筋網(wǎng)，督促項目部加強對養(yǎng)生工作的管理，確保卷表面土工布覆蓋到 位，不留死角，并及時灑水確保栓表面濕潤，并在1號塊端部增加設置擋風措施， 防止內(nèi)箱形成穿堂風加速混凝土表面干燥。4、按照公路工程檢驗評定標準，對大于0.15mm以上的裂紋采取裂縫修補 ab膠進行封閉并定期進行觀測。5、在頂板底部增設防裂鋼筋網(wǎng)片，有效防止栓表面收縮裂縫向深層發(fā)展。六、結(jié)論該橋出現(xiàn)的裂縫多為絵收縮裂縫，對橋梁剛度和強度并無太人影響，但通過 對裂縫成因的分析，對后續(xù)懸澆節(jié)塊的裂縫控制起到重要作用。1、加強鋼構橋施工的施工組織計劃，最大限度地降低兩次澆