連續(xù)現(xiàn)澆箱梁裂縫問題

連續(xù)現(xiàn)澆箱梁裂縫問題探討0引言隨著交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展,連續(xù)箱梁橋由于其橋面行車舒適、受力合理、用材節(jié)約、造型簡(jiǎn)潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小及抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路和城市道路高架橋建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于各種原因,部分橋梁剛施工完畢或投入運(yùn)營(yíng)不久就出現(xiàn)較多裂縫,從而成為一個(gè)較為突出的問題。本文就京滬高速（天津段）一期工程中當(dāng)城互通立交橋中的箱梁從設(shè)計(jì)到施工中的裂縫問題進(jìn)行了總結(jié)，僅供工程技術(shù)人員參考補(bǔ)充。常見的裂縫主要分為兩種,具體表現(xiàn)為:1.構(gòu)造裂縫:溫度收縮裂縫、鋼筋保護(hù)層過小或過厚產(chǎn)生的裂縫等。2.受力裂縫:縱向彎曲裂縫、彎曲剪應(yīng)力裂縫、力筋未能覆蓋而截面又未經(jīng)驗(yàn)核處的裂縫、支承處箱梁橫隔板和腹板中的裂縫、錨下裂縫、橋面鋪裝層裂縫、翼懸板貫通裂縫及底板裂縫等。連續(xù)箱梁裂縫產(chǎn)生的原因設(shè)計(jì)因素計(jì)算模式的采用箱梁的受力狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)不像T梁那么簡(jiǎn)單。箱梁中肋板是主要受力構(gòu)件,雖然與箱梁頂板、底板鋼筋連成整體,但其受力情況存在以下幾方面不同:(1)T型梁承受荷載時(shí),梁格、主梁共同受力,實(shí)際受力情況與假設(shè)相近。箱梁承受荷載時(shí),肋與肋之間因箱梁頂?shù)装宓淖饔?力的傳遞變化很大,頂板、底板以及肋板承受的荷載不僅有彎矩、剪力,而且還有扭矩。(2)T型梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,每一單梁均設(shè)一支座,橫向荷載影響小。而連續(xù)箱梁前后跨的荷載對(duì)箱梁頂板、底板及肋板的受力狀態(tài)既有縱向影響又有橫向影響。在對(duì)稱縱向彎曲荷載作用下,如果箱梁翼板具有初等彎曲理論所假定的無(wú)限抗剪剛度(即平截面假定)的話,則翼板中所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力沿板寬將是均勻的。然而在大多數(shù)情況下,特別是對(duì)于翼板較寬的箱梁來說,由于翼板中的剪切變形導(dǎo)致縱向應(yīng)力沿板寬方向是不均勻分布的,其間存在著傳力的滯后現(xiàn)象,它與初等梁理論所表現(xiàn)的應(yīng)力之間的差異,稱為剪力滯效應(yīng)。也就是說,在彎曲荷載作用下,腹板附近翼板中的實(shí)際應(yīng)力比初等梁理論應(yīng)力大。一般而言,由剪力滯效應(yīng)產(chǎn)生箱梁翼板橫向裂縫,大部分裂縫均在離支點(diǎn)1/3跨徑范圍內(nèi)出現(xiàn),越靠近支點(diǎn)的截面越嚴(yán)重,裂縫出現(xiàn)均從翼板下緣開始。隨著交通量的迅速增加,箱梁的寬度越來越寬,寬跨比有的接近1,特別是互通立交區(qū)的橋梁有的大于1,此時(shí)箱梁的受力分析,如果再按桿件結(jié)構(gòu)來假設(shè),計(jì)算結(jié)果與實(shí)際受力狀態(tài)將相差甚遠(yuǎn)。在當(dāng)城互通立交中存在著這種情況,匝道并入主線出現(xiàn)寬跨比大于1的情況.設(shè)計(jì)的理想化設(shè)計(jì)者只考慮理論計(jì)算可以通過,而未考慮結(jié)構(gòu)施工過程中的各種因素。如:立交橋中濕接頭較多,濕接頭部分的鋼筋恢復(fù)困難,再加上后澆注的砼無(wú)論在底板還是頂板接合處均存在著不同程度的裂縫,而這種裂縫恰在箱梁最薄弱的地方.箱梁鋼筋間距較小,施工時(shí)混凝土骨料無(wú)法通過,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度根本達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。還有箱梁的骨架鋼筋過多,一個(gè)肋內(nèi)有4排以上的骨架鋼筋,而且每排骨架鋼筋疊加4根以上的鋼筋,在部分肋寬變化的情況下,這類骨架鋼筋的制作、安裝根本達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,這些骨架鋼筋很難均勻受力;預(yù)應(yīng)力管道和鋼筋發(fā)生沖突的地方鋼筋被剪切，一定程度上降低了肋板的強(qiáng)度,有些設(shè)計(jì)根本沒有考慮管道和鋼筋位置上的處理,導(dǎo)致錨板很難安裝,施工的過程經(jīng)常采取切割主筋移動(dòng)抗剪筋位置,導(dǎo)致剪力筋不在同一截面上.另外密集鋼筋中的混凝土難以振實(shí),往往形成砂漿層,箱梁混凝土強(qiáng)度不均勻,對(duì)鋼筋與混凝土的粘結(jié)力影響很大,使箱梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力降低;這些均會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。1.2施工因素1.2.1對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解施工人員對(duì)結(jié)構(gòu)受力理解不夠,對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中的受力鋼筋、重要構(gòu)造鋼筋等不重視,施工中不按照設(shè)計(jì)圖紙放置,鋼筋起不到應(yīng)有的效果;當(dāng)鋼筋和鋼絞線沖突時(shí),不按規(guī)定調(diào)整鋼筋位置,卻自行調(diào)整鋼絞線位置;對(duì)鋼絞線張拉順序不注意,按施工方便張拉鋼絞線等,強(qiáng)度不到為了搶工期開始張拉，都會(huì)產(chǎn)生裂縫對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生很大影響。1.2.2對(duì)施工工序的控制施工人員對(duì)每道工序控制不嚴(yán)格,累計(jì)到成橋時(shí)往往會(huì)對(duì)連續(xù)箱梁產(chǎn)生很大后果,主要表現(xiàn)在:(1)忽視連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束的定位鋼筋、防繃鋼筋的重要性,誤認(rèn)為是構(gòu)造筋,隨意性較大,導(dǎo)致鋼束張拉時(shí)變位較大,嚴(yán)重影響了箱梁的質(zhì)量,甚至引發(fā)重大質(zhì)量事故。(2)連續(xù)箱梁拆除支架順序不合理,產(chǎn)生過大的瞬時(shí)荷載,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。(3)連續(xù)箱梁現(xiàn)澆支架地基強(qiáng)度不夠、預(yù)壓重量不夠及支架本身強(qiáng)度差等引起支架下沉,也常使箱梁產(chǎn)生先天性裂縫。(4)施工管理不當(dāng),對(duì)混凝土配合比沒掌握好,對(duì)建筑材料質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),也會(huì)促使箱梁的整體強(qiáng)度染下降擇。廟(5路)拜施工順序業(yè)銜接不估當(dāng)殃,濾施工過程媽中養(yǎng)護(hù)用鉗水進(jìn)入箱胖內(nèi)湖,烤拆架前又償未將箱內(nèi)竄積水全部喚排喇除勉,丟通氣孔未泊打此開展,歡在積水對(duì)曉箱梁產(chǎn)生眨額外荷載優(yōu)和溫度力油共同作用鏈下踢,輝連續(xù)箱梁錦在一些難虹以想象的猜部位產(chǎn)生廳裂縫或?qū)Ф柚落佈b層嗽破壞倒。賠(6徹)打?qū)Τ善返臍w養(yǎng)護(hù)不到囑位走,滿例如夏季仍溫度高養(yǎng)鄰護(hù)灑水不料及時(shí)覆蓋躁不及拘時(shí)離,石大方量橋午頂板澆注覺過程中被虎雨淋水泥絡(luò)漿沖行走揀,段均會(huì)導(dǎo)致證裂縫的產(chǎn)賣生橋梁強(qiáng)勢(shì)度的降低襖。序1.竹3幻結(jié)構(gòu)變形射因素好眾所周像知您,筑溫度變化法、混凝土垮的收縮及交不均勻沉愛降等因素勒會(huì)使結(jié)構(gòu)罪產(chǎn)生變乎形彩,傳若這種變違形因約束武的不足楚時(shí)哈,者就會(huì)產(chǎn)生妻應(yīng)晶力號(hào),涌當(dāng)應(yīng)力超截過一定程巧度時(shí)就會(huì)水產(chǎn)生裂縫件。橋面板過集中吸收擁陽(yáng)光的輻磁射彎,具與溫度較白低的底板棚形成溫度圓梯度。一礦般情況鍋下銜,懶上下翼緣叮的等效溫嶼差可述達(dá)戶1礎(chǔ)0迎～潮1煎5征℃式。對(duì)等高申等慣矩箱尸梁巾,逮溫度梯度嘉對(duì)下底板剝產(chǎn)生的拉集應(yīng)力竊為梅σ擋=Ec×晶a鐘×配γ跡×推Δθ文其食中疼,E古c蝴為混凝土鍋徐變彈性設(shè)模獅量摔;旗a瓜為熱膨脹胖系割數(shù)飲;貍γ匯為箱梁重畏心在截面或的位置系盈數(shù)脊;砌Δ層θ秘表示溫度幅梯度。溫襪度梯度的算影舒響然,綿一般通過撲假定溫度府梯度在整蓬個(gè)橋梁上奉部結(jié)構(gòu)縱拳向長(zhǎng)度上座恒定不變準(zhǔn)而計(jì)算浩的敢,哀但這與實(shí)講際情況存感在差異。漫對(duì)目前普投遍采用的賀大跨度、趁變高度箱翼梁愿,前隨著梁高撇變化幅度輸?shù)脑龃蠹跋嘞淞洪L(zhǎng)度元和支撐處歐約束的增殼加謀,勒溫度梯度光應(yīng)力會(huì)有究較大的增然長(zhǎng)。有關(guān)映分析表籍明孔,甚溫度應(yīng)力百的數(shù)值可適能大于活蓄載應(yīng)俗力頸,幅這一點(diǎn)已突經(jīng)越來越嘴引起工程腐設(shè)計(jì)人員羅的重視。粱此蓄外搶,贏混凝土的隆收縮、不甩均勻沉降牲等因素也鄭是使連續(xù)街箱梁產(chǎn)生籌裂縫的重壞要原因。兔2爹連續(xù)箱梁貼裂縫產(chǎn)生碧機(jī)理的探議討懸連續(xù)箱梁叼腹板裂縫禮的產(chǎn)生那設(shè)計(jì)時(shí)大面多能很好絞地控制預(yù)信應(yīng)力連續(xù)刑箱梁縱向陷正應(yīng)力及渴主拉應(yīng)喝力猜,五但往往忽蘿視抗剪極荒限強(qiáng)度驗(yàn)攜算及抗剪醫(yī)截面尺寸行驗(yàn)偶算寧,忌用主拉應(yīng)蘿力的驗(yàn)算鬼代替抗剪仗驗(yàn)算。根殖據(jù)我國(guó)規(guī)葵范旨,艘箱梁腹板內(nèi)尺寸不是鐮由主拉應(yīng)警力控樸制羊,強(qiáng)而是由抗趕剪極限承祝載力控制耀。正常使叫用極限狀銅態(tài)在主拉術(shù)應(yīng)力滿足臉規(guī)范要求味的情況足下禮,伙抗剪截面致尺寸不一遵定滿足規(guī)之范要逢求別,朱跨要徑塔2鑄0銷～呢60丈m退的等截面冷連續(xù)箱梁冰中特別突餓出芳,映容易出現(xiàn)需腹板過薄譜或抗剪不德夠而出現(xiàn)拉斜裂縫的攀現(xiàn)象。柏斜裂縫的險(xiǎn)產(chǎn)生稻錨固區(qū)裂輩縫的產(chǎn)生肚一般跨徑軌較大的預(yù)唯應(yīng)力連續(xù)浪箱梁因預(yù)給應(yīng)力工作渾面小而需壞設(shè)置大量輸?shù)凝X桿板紅,即特別窩是驅(qū)4縱0行～邁60截m幟等截箱梁波中尤為突歐出酷,技因?yàn)橹鹂锥戡F(xiàn)澆連續(xù)撲梁幼中嚴(yán),脖一般中支嗽點(diǎn)附近一愉定范圍內(nèi)編下緣壓應(yīng)棍力儲(chǔ)備較疲小或是拉占應(yīng)力聾區(qū)申,哪在與錨后雨局部拉應(yīng)濾力的組合爪下渾(較齒板前面規(guī)的板處于特受壓狀砌態(tài)榜,坦但齒板后優(yōu)面為受拉披狀胡態(tài)懲)嗓,令容易引起貞底板開裂嫂并向腹板祖開展。若些錨塊背面射鄰近梁段文接怒縫峰,布裂縫又能鋤斜穿接池縫窩,課通常裂縫貢沿腹板向件上延伸至輕翼緣底下病某點(diǎn)為止倍。駁預(yù)應(yīng)力通侵過區(qū)裂縫搜的產(chǎn)生機(jī)疏理赤當(dāng)鋼束在陪平面或縱幸面上曲線查布置粥時(shí)種,率具有橫向你或縱向曲泥率的縱向舒預(yù)應(yīng)力筋廣束在張拉沸過程中會(huì)豬產(chǎn)生對(duì)腹華板或底板濟(jì)混凝土的藥徑向壓儉力循,勝要求腹板誰(shuí)或底板混錯(cuò)凝土來抵沸抗。當(dāng)鋼篇束曲率的是作用力與焰箱梁恒載傾應(yīng)力相疊甚加離,欣相應(yīng)的彎唱曲應(yīng)力可戀能比單獨(dú)伏的恒載產(chǎn)錦生的應(yīng)力方大靜3哲～丙4察倍蓋,昌同時(shí)可能研還存在鋼課束線形的字偏位而使唯受力更加潛不倒利荷,或嚴(yán)重時(shí)集束中力可導(dǎo)狐致腹板混插凝土局部攏剝落或崩羽裂螺,堵在我省某場(chǎng)條高速公串路一個(gè)大凈橋主跨合盲攏時(shí)就發(fā)校生過底板編混凝土崩她脫膀,晃因此必須濁進(jìn)行徑向燃防崩箍筋友的設(shè)計(jì)。予3堆．減少與僅防止連續(xù)寧箱梁裂縫爹的措施字一般認(rèn)為竭寬度小械于慈0.1騎5齡～煤0.2m餓m陸(覽規(guī)范容許衰的鋼筋混唱凝土構(gòu)已件鼻)羞、無(wú)發(fā)展慧的、無(wú)水星流動(dòng)的裂貍縫是可以龍愈合的。哀造成連續(xù)徐箱梁開裂趁的原因有免很慢多趙,封一般引起成裂縫的機(jī)面理歸結(jié)為絞單一原因針的情況是那極少沈的蟲,側(cè)上述每一援種原因當(dāng)影單獨(dú)考慮溪時(shí)只產(chǎn)生對(duì)較小的、即在允許限筐度內(nèi)的應(yīng)蟲力或超應(yīng)嘗力。然勢(shì)而淡,氣如果幾種債應(yīng)力疊加政就可能超酷過構(gòu)件的嫂承載能掌力逼,敬導(dǎo)致裂縫婆的出便現(xiàn)惑,箭設(shè)計(jì)和施腥工中應(yīng)當(dāng)頓特別注意亡。柱設(shè)計(jì)中要叔注意的問澤題桿截面尺寸測(cè)的合理確橋定銅等厚度腹盆板的連續(xù)沒箱梁滿足框主拉應(yīng)力存和斜截面君抗剪強(qiáng)度劣的要紅求猜,臺(tái)而忽視抗濫剪截面尺奮寸驗(yàn)算。桶設(shè)計(jì)勿時(shí)呈,爽盡量通過俯配置腹筋執(zhí)來提高梁厚的抗剪能衰力。但實(shí)凝際軌上摸,胸抗剪鋼筋幸的配筋率急達(dá)到一定牌的程度局后桂,蓄再增加鋼銷筋慕,火梁的抗剪態(tài)能力不會(huì)徐繼續(xù)增望加秀,叢破壞時(shí)箍有筋的應(yīng)力妥也達(dá)不到惠屈服強(qiáng)度淡。梁的破顫壞一般是洲截面尺寸染較小或混廣凝土強(qiáng)度吊較伶低梨,蜜在外剪力分作用透下后,壞斜裂縫很恐寬或是由板于外壓應(yīng)呀力的影語(yǔ)響預(yù),余使斜裂縫頑一側(cè)局部膊受斜面壓橫力盒,浩產(chǎn)生類似春短柱的破昂壞即斜壓謙破壞。若縱不能滿足影這個(gè)條唐件祥,旋應(yīng)加大截脂面尺寸或隙提高混凝賀土標(biāo)星號(hào)處,名而不能用才增加鋼筋朝來提高梁乳的抗剪。休錨固截面杠的處理告同一斷面辨上截?cái)嗟挠嗩A(yù)應(yīng)力鋼扛束不宜太麗多甚,桂以免錨固死的預(yù)應(yīng)力及鋼束噸位貓?zhí)嵈蠡?種錨固斷面蹦底板應(yīng)有珍一定的壓鄙應(yīng)力儲(chǔ)織備蹲,悔最好避免刊在拉應(yīng)力罷區(qū)中錨固羨預(yù)應(yīng)力鋼或束紹;奉錨固斷面擾最好能跨貴過箱梁斷梁面接縫陜處奮(刺施工淹縫彼)跡;伍根據(jù)錨固往噸位大協(xié)小著,之布置足夠蛇的縱向分煩布鋼筋通哲過錨固斷便面怠,顯一般認(rèn)為勺錨具后面鋪的牽制拉豈力可按錨趁固力的一搞半估推算殿;接頂?shù)装邋^餓固之間水拾平方向距治離應(yīng)在有固較多重疊污的基礎(chǔ)上智錯(cuò)開距離吧。嫩防崩的處釘理和鋼筋算設(shè)置格盡量加厚額箱梁底板被厚度。有抓的觀點(diǎn)認(rèn)升為不小梳于逐3D,陶D叉為通過底艱板的最大述波紋管外艷徑。似鋼束平面嫩布置時(shí)盡估可能地靠秀腹板布置馬。欠利合理布置扎束型蒜設(shè)計(jì)家時(shí)追,值連續(xù)梁的瓶預(yù)應(yīng)力鋼擺束的配置貞與橋梁的大結(jié)構(gòu)體系霉、受力情勁況、構(gòu)造籍型滾式以及施丘工方法等牛有著密切遇的關(guān)系。槐一般對(duì)不折同跨徑的放梁橋結(jié)嚷構(gòu)會(huì),廁要選用預(yù)怨加力大小古恰當(dāng)?shù)念A(yù)姑應(yīng)力束滔筋擔(dān),房以達(dá)到合擋理的布置叢型艱式笛,智盡量避免繼預(yù)應(yīng)力束哲筋呼“往大而稀或訪小而贈(zèng)密犬”血,沈?qū)е率芰γ┎痪鶆虻脑烨闆r發(fā)生漿。去應(yīng)當(dāng)盡量屋避免使用皆反向曲率翁的連續(xù)饒束至,私因?yàn)檫@樣巖會(huì)引起很粉大的摩阻寺?lián)p若失寇,屈降低預(yù)應(yīng)浸力束筋的照效益。特序別注意豎東彎段上、候下層鋼束袍不要沖資突蠢,呆還應(yīng)滿足鵝孔道凈距眠的要求。脂鋼束應(yīng)盡協(xié)量靠近腹絞板布撕置呆,旋這樣可使趙預(yù)應(yīng)力以偉較短的傳慎力路線分富布在全截旨面箭上饒,厲有利于降召低預(yù)應(yīng)力鍛傳遞過程艘中局部應(yīng)蝕力的影圓響洽,歸能減小鋼危束的平彎墓長(zhǎng)衛(wèi)度探,豐減小橫向義內(nèi)搖力獸,爺充分利用葛梗腋布呈束貿(mào),澡有利于截輔面的輕型爹化。在中打小跨徑連坊續(xù)梁跪中別,潤(rùn)因充分利注用底鍬板間,陶有條件時(shí)絕盡量配置局底板通常代束畏;沿邊跨受條程件限制與惹中跨相比貼較小拆時(shí)惡,苦為解決梁隆端應(yīng)力集翁中、恒載全平衡的問吉題糠,犯小邊跨梁珠端一定范童圍內(nèi)可現(xiàn)圾澆為實(shí)疏體姜;筋當(dāng)負(fù)彎矩華較大翅時(shí)莖,欺可配置一宋定量的頂仔板束。壯連續(xù)箱梁伸不宜采用壓較長(zhǎng)的連于續(xù)通長(zhǎng)值束隸,掘可采用兩錘根交叉束仔布置或改者用聯(lián)結(jié)器然接長(zhǎng)、分剛成多次張定拉亭,四但應(yīng)注意杏聯(lián)結(jié)器不躁宜集中在香某一個(gè)斷估面拘上餅,呢以避免截鴿面的削弱蟻過于集穿中脫,故并獸且欺,系根據(jù)需要性設(shè)置一定校量的非預(yù)返應(yīng)力鋼筋漆。壽3.1.甲5憑合理布勸置鋼筋仔由于箱梁頸的頂?shù)装逶信c肋是共親同受力陡的厘,更受力主筋貍不宜過分豐集中在梁錦肋遮內(nèi)隔,灶設(shè)計(jì)時(shí)主廟筋的布置魂最好根據(jù)遠(yuǎn)連續(xù)箱梁梳的肋、板羽剛度比與有其剛度變很化情況來蛙考慮。翼經(jīng)板上有剛癢性混凝土睜防撞護(hù)欄戴的連續(xù)箱飼梁支座附鳥近的懸臂饅板出現(xiàn)裂待縫的現(xiàn)象袍相當(dāng)普遍校。這說明傘翼板上剛旦性混凝土乘防撞護(hù)欄笑與箱梁一發(fā)起受拖力但,覺并引起結(jié)艦構(gòu)受力狀遇態(tài)發(fā)生變煎化刮,桌因此翼板舉上宜增設(shè)謊縱向受力岡鋼筋。多鍋個(gè)項(xiàng)目的穩(wěn)實(shí)踐證蹄明譜,您在支座附青近翼板上霉增加縱向脫受力鋼筋陽(yáng)后汽,慶翼板上基聰本不再出榮現(xiàn)裂縫。州選擇連續(xù)面箱梁的截轟面形式憲時(shí)尼,比應(yīng)注意翼火板的懸臂痰長(zhǎng)度不宜并過大。旨3.1.蜓6兩加大連續(xù)胖箱梁橫向盆剛度顫連續(xù)梁橋省的橫向剛飯度也應(yīng)當(dāng)頁(yè)充分重早視歇,臺(tái)僅在寬度晉較小的尺雜寸范圍內(nèi)塘配置多層勒普通鋼摘筋驕,祥根本無(wú)法帶使鋼筋充旨分發(fā)揮作急用牲,靈應(yīng)加大橫藍(lán)梁尺寸或的將橫梁設(shè)后計(jì)成預(yù)應(yīng)棕力結(jié)構(gòu)。插施工中要涼注意的問距題槐改善材料渡性能雨施工