现浇箱梁的裂缝控制研究论文_吴余波

现浇箱梁的裂缝控制研究论文_吴余波

四川路桥华东建设有限责任公司 四川成都 610200

摘要:尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但混凝土裂缝仍然时有出现。裂缝的存在和发展会降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产安全,所以必须加以控制。针对现浇箱梁施工中易出现裂缝的控制环节,提出现浇箱梁施工中预防裂缝的控制措施。

关键词:现浇箱梁; 裂缝; 控制措施;

引言:随着交通建设事业的快速发展,连续箱粱桥由于其桥面行车舒适、受力合理、用材节约、造型简洁美观、养护工程量小及抗震能力强等优点,在高速公路和城市道路高架桥建设中得到了较为广泛的应用。但由于各种原因,部分桥梁刚施工完毕或投入运营不久就出现较多裂缝,从而成为一个较为突出的问题。

一、施工中易产生裂缝的环节

1、支架的不均匀沉降

根据设计要求本标段的现浇梁采用钢筋混凝土支架现浇箱梁施工,支架的质量与现浇钢筋混凝土连续箱梁的成败有直接的关系。如果连续箱梁施工支架的地基强度不够,在箱梁混凝土浇注初期会由于支架不均匀下沉而导致箱梁产生裂缝,其中墩顶除箱梁的横隔板及横隔板两侧的腹板最易出现裂缝,当翼板纵向分布的钢筋间距布置不当时,则容易引起翼板的开裂。

2、支架拆除中的问题

现浇连续钢筋混凝土箱梁支架拆除工序的控制是一个很容易被人们所忽视的问题。支架的拆除时间有时是按照混凝土标号达到设计标号的90%-100%控制,并不是按混凝土28d强度来控制拆架。因此,支架拆除后由于混凝土的徐变使箱粱的挠度增加,容易使跨中正弯矩区粱底和支承处负弯矩区桥面产生裂缝。施工中连续箱梁的支架拆除应避免突然落架,否则箱梁中会产生较大的瞬时荷载,而这种瞬时荷载往往导致过大的的施工裂缝产生,且可能大于设计允许的裂缝。

3、混凝土浇注时间不合理

实际施工中,浇注工序多数情况下分两次进行。施工人员首先浇注箱梁底板,过一段时间后再浇筑腹板及顶板。一段时间的固化使得底板混凝土已完成了收缩和徐变,不再参与后浇混凝土的变形。而新浇注混凝土的早期快速收缩在老混凝土不收缩的影响下变形受到约束,导致箱梁腹板及顶板中产生裂缝。

4、混凝土收缩的影响

混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自身收缩和碳化收缩。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥,混凝土内水分的蒸发速率大于其泌水速率,在固体颗粒水面产生毛细管张力,混凝土自体收缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而产生裂缝。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。钢筋混凝土箱梁采用泵送混凝土浇筑,为满足泵送要求,一般混凝土的坍落度较大,水泥用量较多。根据混凝土自由收缩试验表明,水泥浆用量越多,水灰比越大,骨料的弹性模量越低,则收缩也越大。此外,箱梁虽然属于薄壁结构,由水化热引起的温度上升较低,但是混凝土本身收缩很大,特别在环境气温变化与收缩共同作用下对于箱梁这种薄壁结构也很不利。

二、现浇箱梁混凝土裂缝的控制措施

1、支架作业控制

对支架地基进行计真处理以避免支架的不均匀沉降,先清除淤泥及部分底层上,并分层回填碾压。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了检查支架的整理稳定性及支架基础的实际承载能力和支架的弹性变形,克服混凝土浇筑过程中支架的不均匀沉降,避免箱梁混凝土因不均匀沉降出现裂缝,满堂支架在浇筑混凝土前用与需承受全部荷载的1.2倍重量的沙袋进行预压。在预压过程中顺桥向每五米布置一个支架沉降观测断面,每个断面在底板布置3点,左右翼板各1点。施工单位专门落实测量人员,在加载过程中按不同荷载等级逐级观测,在加载完成后每12小时观测,绘制时间-沉降曲线。在持续预压7天以上及达到稳定状态3天以后,经过监理验收后方卸载预压土。

在现浇箱梁建立预应力体系后拆除支架。在工期允许的情况下,拆除时间应尽量延长。拆架时先翼板、后底板,并从跨中对称地向两边依次拆除。支架拆卸空出一定空间后,方拆除底模板。

2、 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。在工期允许的情况下,拆除时间应尽量延长。重视对连续箱梁桥拆除时间的控制,既要考虑施工上模板周转的需要,又要考虑混凝土的温差不能太大,其温差应包括表面温度、内部中心温度和外界气温之间的温差。从箱梁的实际施工来看,应该在规定的混凝土强度和容许温差范围内拆除模板,并且要及时进行保温养护。为了避免造成混凝土内外温差过大,腹板外模拆除后应有一定的保温时间,不得立即喷洒冷水进行养护。

拆架时一定要先翼板、后底板、并必须从跨中对称地向两边拆除。支架拆除宜分阶段进行,先从跨中对称向两端松架,再对称从跨中向两端拆除,纵向对称均衡卸落横向应同时一起卸落。

3、 改进混凝土施工工艺

(1)降低水化热温度可减小混凝土内部与表面的温差,实际施工中可采用硅酸盐水泥材料以减少水化热的产生。夏季施工时,混凝土拌合前应用冷水冲洗降温并尽可能缩短运输时间,将混凝土入模前的温度控制在低于26℃范围内。

(2)通过向混凝土中掺入适当比例的混凝土添加剂,可有效抑制混凝土的早期收缩裂缝与徐变,并明显减少气孔的产生。采用高效缓凝剂使混凝土初凝时间长于箱梁浇筑时间,从而避免混凝土浇筑过程中产生开裂,在实际施工中收到了良好的效果。

(3)合理安排混凝土施工工序,尽量使底板、腹板混凝土一次浇筑完成。浇筑时间应避开日照较足时段及风、雨、雪等不良天气,并采用电子计量设备精确混凝土配合比。由于现浇连续箱梁设计混凝土量用较大,连续施工时间较长,特别是在浇筑箱梁顶板时,大风将加快表面混凝土水分的损失,使混凝土在收浆、压光尚未完成时就产生裂纹。

(4)通过振捣混凝土来提高其密实性、抗裂性,实际施工中应注重对箱梁腹板与底板交界处、内横梁及端横梁处钢筋较密部位加强振捣。根据本标段实际工程情况,将两次混凝土振捣间歇控制在0.5h,并将振捣工作完成时间严格限制在混凝土初凝之前。

(5)加强混凝土的养生:混凝土的养生主要是保持适当的温度和湿度条件。刚浇筑的混凝土、强度低、抵抗变形能力小,如遇到不利的温湿度条件,其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度,防止表面裂缝的发生。现浇连续箱梁施工中,可采用洒水湿润养生,在拆除箱梁内模、立顶板底模等交叉作业中不得使混凝土的养生中断,以免导致梁体产生裂纹。为了克服交叉作业给养生带来的困难,可采用薄膜覆盖方法进行混凝土养生。

三、结论

混凝土结构的裂缝控制虽然一直是令人们头痛的问题。但通过支架作业的保证,混凝土配合比选材优良,配合比设计合理优化等环节的控制,可以有效提高现浇箱梁结构的自身质量。在施工过程中对混凝土浇筑、振捣、抹面和养护工艺的精心把控,可以极大的减少混凝土表面裂缝的产生,提高结构外观质量。

参考文献:

[1]高天清.北京城市轨道交通预应力混凝土箱梁的裂缝控制[J].商品混凝土,2004(05).

[2]林先明.桥梁建设中现浇箱梁施工的裂缝控制[J].科技资讯,2011(04).

论文作者:吴余波

论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/30

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