淺析預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫成因分析及加固措施
2015-03-20
1、引言
隨著高速公路的迅速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋開始迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。目前我國已建和在建的大部分橋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，其中尤以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的發(fā)展和應(yīng)用最引人注目。但由于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)驗(yàn)算考慮的不周詳或者施工單位的施工不精，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁出現(xiàn)不同程度的病害。
2、施工分段及施工縫處理
2.1施工分段
由于連續(xù)箱梁的連續(xù)長度很長,為避免在施工中因溫度變化而產(chǎn)生額外的應(yīng)力及施工上的不便,需要將其分段施工,分段長度約85m左右。在設(shè)計(jì)交底時(shí),設(shè)計(jì)單位要求整座橋分段施工完成后,才能一起澆灌施工縫,然后才能一次落架。由于受到拆遷的影響,有的匝道橋只有一部分可以施工。為加快施工進(jìn)度,同時(shí)也為了加快支架和模板的周轉(zhuǎn),我們提出了分段施工分別拆除支架的施工方案。我們通過對(duì)連續(xù)梁的受力原理以及分段施工過程中和體系轉(zhuǎn)換后等工況的受力進(jìn)行了認(rèn)真的分析,并請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位對(duì)幾種工況的受力進(jìn)行了計(jì)算,最后得到的結(jié)論是分段施工分別拆除支架與整橋合攏后拆除支架的受力情況對(duì)比出入很小,只是在混凝土徐變過程中有一點(diǎn)小的變化,在分段懸臂端旁橋墩頂部頂板處其拉應(yīng)力略有增加,對(duì)橋梁的安全性無影響。最后設(shè)計(jì)單位同意了我們的施工方案,但為了確保安全,在每一段梁懸端墩頂板處拉應(yīng)力最大的地方增加10%的受拉鋼筋。
2.2施工縫
施工縫設(shè)置在橋跨四分點(diǎn)處,因普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的鋼筋較多,因此未設(shè)施工縫分布加強(qiáng)鋼筋。施工縫兩端在主梁體施工時(shí)以木板或泡沫板與主梁隔開,并留出主筋通過的孔洞。為保證梁體主筋焊接點(diǎn)不超過規(guī)范要求并方便操作,施工縫長度考慮為2m。施工縫采用一次澆注,澆注前將原梁體混凝土鑿毛。澆注時(shí)頂、底板同時(shí)進(jìn)行。底板混凝土用人工從梁體頂板開口處通過箱梁體內(nèi)運(yùn)輸。施工縫澆注時(shí)間選擇在一天氣溫最低的凌晨。為防止施工縫混凝土在未達(dá)到強(qiáng)度前因氣溫變化而出現(xiàn)收縮裂縫,故在施工縫施工中采取鎖梁措施:一是球形支座的頂、底板連續(xù)螺栓不松開,在全橋完成后再予以剪斷。二是用18kg小鋼軌頂住兩端的梁體。每道腹板設(shè)上中下三根小鋼軌,鋼軌端頭以鋼楔片楔緊。
3、施工過程中的加固處理方案
混凝土采用泵送混凝土,用強(qiáng)制式拌和機(jī)拌和。在泵送混凝土前先壓水檢查并濕潤管道,再泵2~3盤砂漿,然后再泵送混凝土。在混凝土拌和過程中嚴(yán)格按配合比施工,以免出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。原材料采用檢測合格材料。減水劑根據(jù)氣候選用,炎熱季節(jié)采用緩凝型的木質(zhì)素磺酸鈣,其它季節(jié)采用早強(qiáng)型GM減水劑。混凝土的坍落度采用12~14cm,太小不宜泵送,太大在灌注腹板時(shí)混凝土?xí)牡桌呗┑降装迳隙鵁o法進(jìn)行?；炷凉嘧r(shí)從低處向高處進(jìn)行,以防止砂漿流失。在底板、腹板混凝土施工時(shí),先澆注底板,以免在底板混凝土振搗時(shí),底肋處會(huì)出現(xiàn)空洞露筋現(xiàn)象。
混凝土澆筑順序由遠(yuǎn)而近，即每個(gè)節(jié)段從遠(yuǎn)離橋墩方向開始，逐漸與已澆筑好的節(jié)段端合攏，采用分層澆筑，這樣可使底模的預(yù)加高度在新老混凝土合攏之前消失，減少出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)。若終盤時(shí)對(duì)掛籃吊桿高程有調(diào)整，則應(yīng)對(duì)新老混凝土接縫處及時(shí)彌合處理（如二次插振搗等）以防止裂紋出現(xiàn)。插入式振搗是懸澆梁段混凝土內(nèi)部振搗的主要振搗方式，要加強(qiáng)插振工作，即要防止漏振，也要防止過振現(xiàn)象的發(fā)生，確保箱梁段混凝土內(nèi)實(shí)外光。在振搗過程中，不準(zhǔn)振壞波紋管及接頭，也不準(zhǔn)直接在波紋管上進(jìn)行振搗。同時(shí)內(nèi)側(cè)模和內(nèi)腹板模上可開小小窗口，即方便觀察也可插振。采用掛籃懸澆施工時(shí)，梁段自重誤差控制在 3%以內(nèi)，各對(duì)稱梁段澆筑混凝土?xí)r應(yīng)盡量同步進(jìn)行，最大澆筑重量差不得超過設(shè)計(jì)允許值。
3.1箱梁腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋補(bǔ)張拉。腹板豎向預(yù)應(yīng)力可以有效地降低箱梁的主拉應(yīng)力，現(xiàn)有腹板裂縫出現(xiàn)的很大一部分原因是豎向預(yù)應(yīng)力損失。對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋補(bǔ)張拉，并對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力筋管道補(bǔ)壓漿。
3.2底板增加橫向預(yù)應(yīng)力筋。
箱梁底板由于過寬出現(xiàn)了較多縱向裂縫，雖不是主要受力裂縫，但極大地影響了箱梁的耐久性，對(duì)底板采用增加橫向預(yù)應(yīng)力筋法加固。該法屬于主動(dòng)加固措施，可有效地抑制裂縫的發(fā)展，并且可對(duì)裂縫情況進(jìn)行持續(xù)觀測。
4、施工中主要工藝要點(diǎn)
在每段箱梁施工時(shí),將其分為兩次施工。第一次澆注底板與腹板(腹板混凝土應(yīng)比腹板與頂板的結(jié)合處略高1~3cm,以防止第二次施工后出現(xiàn)兩道施工縫,影響混凝土的外觀)。第二次澆注翼板與頂板。
4.1門式腳手架:門式腳手架具有施工簡便、快捷、受力大、加工方便等特點(diǎn),特別適合這種現(xiàn)澆梁施工。在門式腳手架上鋪縱橫向方木,為防止底模板之間的錯(cuò)臺(tái),方木在加工時(shí)應(yīng)做到尺寸一致且無撓曲,頂層的橫向方木的間距應(yīng)盡量小。在墩頂實(shí)心段支架受力較大的地方,支架及方木特殊加強(qiáng)。支架基底若為松軟土,則予以夯實(shí),并做好排水,在夯實(shí)的土上放置大方木、枕木或石塊作基礎(chǔ)。
4.2萬能桿件支墩式支架:由于鋼軌撓度較大,因此在梁式支架上采取扣軌,尤其在腹板處受力較大的部位增加扣軌數(shù)量。規(guī)范中規(guī)定在現(xiàn)澆支架中有較大跨度的梁式結(jié)構(gòu)時(shí),為防止支架的不均勻沉降而使梁部產(chǎn)生裂縫,需在該梁兩端支點(diǎn)處設(shè)置臨時(shí)工作縫,考慮到我們混凝土澆注速度很快,故我們在實(shí)際施工中,盡管梁式支架的跨度最大達(dá)到9m,但在支架兩端未設(shè)置臨時(shí)工作縫。事后檢查梁部,無任何裂縫,受力良好。
4.3滑絲的原因
錨板錐孔與夾片間的雜物；預(yù)應(yīng)力筋上有油污，錨下墊板喇叭口內(nèi)有混凝土或其它殘?jiān)?；錨具質(zhì)量低下，錨具夾片或硬度不配套或安裝不正確；回油卸載過快；力筋銹蝕或粗強(qiáng)細(xì)不一致，限位深度不合理。
4.4斷絲的原因
鋼材材質(zhì)不均勻，錨環(huán)、預(yù)應(yīng)力筋和夾片硬度不能緊配合或嚴(yán)重銹蝕；外力損傷力筋表面出現(xiàn)應(yīng)力集中；力筋過度的彎折、孔道、錨具、千斤頂不對(duì)中；油壓表失靈造成張拉力過大，千斤頂未按規(guī)定校驗(yàn)。
4.5滑絲、斷絲的處理原則
預(yù)應(yīng)力筋滑絲、斷絲數(shù)量超過設(shè)計(jì)規(guī)定或前述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以處理外，并可參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)于后張構(gòu)件鋼鋼絲、鋼絞線或鋼筋斷裂或滑脫的數(shù)量。嚴(yán)禁超過同一截面預(yù)應(yīng)力鋼材總根數(shù)的3%，且一束鋼絲只允許一根。
5、結(jié)語
橋梁工程是我國國民基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的主要支柱之一，也是構(gòu)建全國交通運(yùn)輸網(wǎng)的基礎(chǔ)要素。為了避免在橋梁工程施工過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題，應(yīng)采取有效的施工措施來切實(shí)提高橋梁工程的質(zhì)量。總之，監(jiān)理人員應(yīng)具有足夠的施工管理知識(shí)，必須熟知國家頒發(fā)的建設(shè)法規(guī)以及相應(yīng)的規(guī)章制度，必須具有豐富的工程建設(shè)管理知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。監(jiān)理對(duì)于縮短建設(shè)工期、提高工程質(zhì)量、控制工程投資起到了非常重要的作用。同時(shí)，監(jiān)理人員要具有一定水平的行政管理知識(shí)和和管理經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)合同管理、經(jīng)濟(jì)管理，熟悉工程建設(shè)合同文件與設(shè)計(jì)文件，熟悉技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉監(jiān)理管理規(guī)范和監(jiān)理文件，熟悉施工環(huán)境和條件。在今后的工程監(jiān)理工作中，才能更好地對(duì)建設(shè)過程及參與各方的行為進(jìn)行監(jiān)督、協(xié)調(diào)和控制，最優(yōu)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)。
