李日伙
广东省基础工程集团有限公司 广东广州 510620
摘要：裂缝是建筑界公认的一个质量通病，也是钢筋混凝凝土桥梁的一个常规质量通病，其产生部位、大小和深浅的不同，对桥梁结构的受力、安全性和耐久性影响不同。斜拉桥的0号块作为桥墩与梁、主塔连系的关键交汇点，在该部位出现裂缝，对整座桥梁有着举足轻重的影响，因此，非常有必要对该裂缝进行原因分析、影响评估和控制修复。
关键词：斜拉桥；0号块箱梁；裂缝；质量修复
Crack analysis and repair of box girder top plate in the 0# block of cable-stayed bridge
Li Rihuo
（Guangdong Foundation Engineering Group Co.，Ltd.，Guangzhou 510620，China）
Abstract：cracks are recognized as a common quality problem in the construction field，and also a common quality fault in reinforced concrete coagulation bridges. The different locations，sizes and depths of cracks affect the load，safety and durability of bridge structures differently. No. 0 block of cable-stayed bridge is the key point of connection between pier and beam and main tower. Cracks appear at this part，which has a decisive influence on the whole bridge. Therefore，it is very necessary for the cause analysis，impact assessment and control repair of the crack.
Key words：cable-stayed bridge；Block 0 box girder；crack；quality repair
1 工程概况
防城港市公车片区路网工程—暗埠江大桥工程位于暗埠江江口附近，暗埠江大桥采用52+85+52m预应力混凝土矮塔斜拉桥，结构体系为塔梁固接；桥墩为钢筋混凝土实体墩，共有2个主墩，基础为钢筋混凝土承台接桩基础，桥台为重力式U型桥台，明挖扩大基础，桥长210m，交角90°，桥梁横宽35m。1#主墩与2#主墩各有1块0#块箱梁，0#块箱梁长9m，为单箱五室结构，梁高3.8m，腹板厚为0.6m，箱梁顶板宽35m，横向为2%坡度，中室顶板厚为60cm，边室顶板厚为0.3m，底板厚0.59m，箱梁梁体两翼悬臂长度为3.75m。箱梁采用C50商品混凝土，三向预应力体系。
图1 暗埠江大桥效果图
2 0号块箱梁施工情况
2.1浇筑混凝土时间
1#墩0#块箱梁第一次浇筑时间为2017年1月21日，混凝土方量为215方；第二次浇筑时间为2017年3月17日，混凝土方量为400方。内模拆模时间为2017年3月21日～22日，拆模时4天混凝土强度为39.7MPa，为设计强度79.4%，7天混凝土强度为44.5 MPa，为设计强度89%。2#墩0#块箱梁第一次浇筑时间为2017年1月18日，混凝土方量为210方；第二次浇筑时间为2017年3月19日，混凝土方量为406方，内模拆模时间为2017年3月23日～24日，拆模时4天混凝土强度为40.2MPa，为设计强度80.4%，7天混凝土强度为45.8MPa，为设计强度91.6%。两墩混凝土浇筑过程均无中断情况、内模支撑正常，振捣到位。
2.2养护
1#墩0#块箱梁第二次施工混凝土洒水养护时间为2017年3月17日22：00～3月24日共7天，2#墩0#块箱梁第二次施工混凝土洒水养护时间为2017年3月19日23：00～3月27日共7天，两墩养护期间气候均为阴雨天，气温140C～220C。
图2 0#块箱梁人孔顶板裂缝图
3 裂缝产生部位及原因分析
3.1裂缝分布特征
1#墩0#块箱梁人孔顶板裂缝产生时间为2017年3月26日，共有9条；2#墩0#块箱梁人孔顶板裂缝产生时间为2017年3月22日，共有9条。裂缝宽度约为0.3-0.6mm，深度约为1-2mm。
图3 裂缝分布示意图
3.2裂缝产生原因及分类
（1）裂缝的分类
根据混凝土裂缝产生的原因大致可将裂缝分为两类：第一类叫荷载裂缝，也称应力裂缝；第二类叫变形裂缝，也称应力裂缝。变形裂缝根据其产生的原因不同又可分为收缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝和化学反应裂缝等。根据裂缝的大小和深度划分，宽度不超0.1mm，深度不超1mm的缝隙称为裂纹，宽度超0.1mm，深度超1mm的缝隙称为裂缝。
（2）裂缝产生的原因
经现场察看调研，查阅相关技术文献，认为该裂缝属桥梁常规通病裂缝，主要由以下几个方面的原因引起的：
①0#块箱梁中部27.5m×4m×3.8m（长×宽×高）为实心体，属于大体积混凝施工，浇筑混凝土完成后，由于內箱模板阻挡无法浇水养护，只在箱梁顶板上表面和梁端头处浇水养护，箱室内中部实心体未采用埋设冷却管通水冷却等降温措施，箱梁内部的混凝土在凝固过程中由水化热产生的高温无法及时发散出去，再加上拆模后人孔位置形成一个导风洞，较大较冷的北风从大内箱吹进，经过中间小的人孔形成更加猛烈的风，快速带走混凝土表面的温度，导致该部位的混凝土内外温差过大（超过25℃），混凝土表面温度与大气温度相差过大（超过20℃），由于物体的热胀冷缩效应，从而导致该部位混凝土表面产生一个的温度拉应力，当该拉应力超过混凝土自身的极限抗拉强度时就会在该混凝土部位产生裂缝，属于收缩裂缝和温度裂缝共同作用的结果，是引起该0#块箱梁人孔裂缝的主要原因。
②从整个箱梁结构受力来看，相对其他无人孔的实心体部位，该人孔位置处在一个混凝凝土应力薄弱区，在现场实际施工中0号块箱梁内模拆除时间过早混凝土强度过低，且在建立纵、横、竖三向预应力前就已拆除，此时0号块箱梁在受到一定外力（混凝土自身荷载和桥面人员、材料、千斤顶、油泵等器具压重荷载）作用下，就会在箱梁人孔顶板位置形成一个相对集中、相对较大混凝土拉应力，当该应力超过混凝土自身的极限抗拉强度时，就会在该位置产生的裂缝，属于沉降裂缝，是引起该部位裂缝的次要原因。
③从纵断面尺寸（下图4）分析，桥墩墩顶临时固接的纵断面尺寸长4m，0号块纵断面尺寸长9m，在实际施工中墩顶临时固接只能支撑0号块中部4m的底模，而两端各悬挑2.5m是采取满堂钢管支架支撑底模，在混凝土浇筑的过程中，由于中部和两端底模支撑形式不一样，从而导致两者沉降变形不一致，就会在0号块混凝土中形成一个拉应力，容易导致产生裂缝，属于沉降裂缝，是引起该部位裂缝的次要原因。
④从横断面尺寸（下图5）分析，0号块左右两端各飘出3.75m人行道翼缘板由满堂支架支撑0号块底板，中部27.5m则由墩顶临时固接支撑0号块底板，在浇筑0号块混凝土过程中，由于中部和两端底模支撑形式不一样而引起沉降变形不一致，就会在0号块混凝土中形成一个拉应力，容易导致混凝土产生裂缝，属于沉降裂缝，是引起该部位裂缝的次要原因。
3.3裂缝监测变化趋势
0#块箱梁人孔顶板裂缝观察情况表 表1
结论：综上表观察结果表明裂缝无扩大趋势，已处于稳定状态。
4裂缝修复
4.1混凝土裂缝修复方法
主要有面层修复法、灌浆嵌缝法、结构加固法和混凝土置换法四种。
4.2裂缝评估及修复施工技术
多方专家根据该裂缝所产生的部位、大小和深度等要素分析评估，认为该裂缝所在0#块箱梁人孔位置并不是桥梁结构关键受力部位，且裂缝深度较浅，对0#块箱梁受力乃至整座桥梁受力影响甚微，不会对桥梁造成安全性问题，但对桥梁的耐久性会造成一定影响。因此建议采用面层修复法，对该部位裂缝进行表面封闭，以防止该部位内部钢筋锈蚀从而达到桥梁耐久性要求。具体施工技术如下：
首先对裂缝用清水进行刷洗并吹干，然后采用封缝胶条对裂缝表面直接封闭贴紧，接着进行0#块横向预应力张拉使混凝土裂缝收紧，最后采用灌缝胶对裂缝进行外层封堵，采用灌缝胶按说明书提供配比和所需用量提取A料和B料混合搅拌，搅拌至颜色均匀，然后用小铲刀将灌缝胶刮抹平整，厚度1mm左右，宽度20～30mm，防止产生小孔气泡，保证粘结密实、封闭可靠。
图6 裂缝修复图
在后续施工中继续对0#块裂缝进行监测，观察裂缝有无继续扩大趋势，以确保对桥梁结构耐久性、安全性及使用年限无影响。
参考文献：
[1]. 公路桥梁加固设计规范（JTG'T J22-2008）；
[2].罗阳青’杜召华’蒋鑫’张振.连续箱梁顶板裂缝成因分析研究.湖南省交通科学研究院；
[3].薛峰.预应力混凝土箱梁裂缝的分析与探讨.江苏建达项目管理有限公司。
论文作者:李日伙
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期
论文发表时间:2018/2/26
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