預應力混凝土連續箱梁施工技術

劉文明

（平潭綜合實驗區交通投資集團有限公司）

預應力混凝土連續箱梁施工技術

劉文明

（平潭綜合實驗區交通投資集團有限公司）

近年來預應力混凝土連續箱梁在公路建設中發展的非常快，因為連續箱梁本身具有結構剛度好、變形小、經濟性好等一系列優點，在市場中具有極強的競爭力，因此目前得到了廣泛的應用。在以上背景條件下，本文結合筆者自己在路橋建設領域中的工作經驗，基于目前預應力混凝土連續箱梁施工中非常多見的裂縫問題，從形成機理、施工工藝等方面對其產生的原因和防治措施展開了分析，著重強調公路工程建設施工過程中預應力混凝土連續箱梁施工技術的具體應用，希望可以為同行人士的研究帶來一些參考或者借鑒。

預應力混凝土；連續箱梁；施工技術

隨著我國社會經濟的快速發展，城市交通建設步伐日益加快。預應力混凝土施工技術作為建筑行業發展的重要標志，體現了城市的建筑施工水平。預應力混凝土連續箱梁具有結構整體性好、跨徑大受施工條件限制小、工程造價相對較低等特點，在城市交通設施建設當中得到廣泛的應用。掛籃施工技術是新時代橋梁預應力發展過程中誕生的新型施工技術，具有結構輕、拼制簡單方便、無壓重等優點。在掛籃施工技術應用中，關鍵在于做好掛臨時固結設計、掛籃設計和橋梁合攏段的施工控制技術，并且重視施工過程中一些重要工序的施工質量，只有做好這幾方面的工作，才能對建筑工程的整體質量進行保證。

1　工程實例

某城市主干路大橋主橋寬16m，跨徑布置90m+150m+90m，主橋11#、12#、13#、14#墩上部結構采用雙幅變高單箱單室預應力混凝土箱梁。中支點梁高8.5m，跨中梁高3m，箱梁頂板寬15.8m，箱梁節段長度0#段為12m，其它節段長3～4.5m，共17節段，合攏段長2.0m。大跨度連續箱梁施工過程中的變形較為明顯，并且本工程橋面無混凝土鋪裝層，無法通過混凝土鋪裝調整橋面線形，而是直接在橋面混凝土上攤鋪瀝青混凝土。因此，為確保瀝青混凝土達到設計要求，橋梁線形控制要求非常高。此外，通過相關調查我們了解到，目前我國很多大橋在建成不久都出現了嚴重損壞，例如京珠高速公路湖南段上的某橋，在施工過程中多個橋墩箱梁的頂面都出現了裂縫。為了更好的保證工程質量，將箱梁外觀控制工作做好，有必要針對箱梁質量問題展開深入分析，以減少裂縫和變形問題的發生。

2　預應力混凝土連續箱梁裂縫出現的原因

預應力混凝土箱梁構件因為受到溫度、收縮變形等因素的影響，出現了混凝土內部應力，其應力一旦超過混凝土本身的抗拉強度，其預應力混凝土箱梁構件就會出現不同程度的裂縫問題。

2.1混凝土收縮變形

混凝土收縮裂縫問題在箱梁施工過程中是較為常見的，箱梁混凝土澆筑完成之后的4～5h，水泥的水化反應是最為激烈的，這時會出現水分極具蒸發的現象，如果表面水分蒸發率一旦超過泌水上升到表面的速率，這時就會出現塑性收縮問題，一般來說在終凝之前這種現象會比較明顯。當混凝土結硬之后，因為混凝土表層中的水分已經損失掉，加上受到內部收縮小等因素的影響，表面收縮變形會自然的受到內部混凝土的約束，這時混凝土表面會承受一定的拉力。因為混凝土硬化初期極限抗拉強度是比較小的，如果拉力超過了抗拉強度，這時就會出現收縮裂縫的問題。

2.2因鋼筋銹蝕產生裂縫

因為混凝土保護層厚度不足或者質量較差，保護層往往會受到二氧化碳的侵蝕，碳化至鋼筋的表面，這樣一來鋼筋周圍混凝土堿度就會大大降低；或者因為氯原子的接入，這時鋼筋周圍的氯離子含量就會大大提高，這種情況下也會破壞鋼筋表面的氧化膜，最終導致鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕以后其產物的體積會增大2～ 4倍，鋼筋周圍混凝土就會產生膨脹應力，最終導致混凝土保護層開裂或者剝離。因為銹蝕問題的發生會使鋼筋有效斷面的面積大大減小，結構承載力會大大下降，進而引發多種形式的裂縫，進一步加劇鋼筋的銹蝕，最終導致結構破壞現象的發生。

2.3現澆箱梁基礎、支架變形及支架沉降

在基礎施工過程中如果處理不當，可能會在外荷載的作用下出現不均勻沉降，進而導致裂縫的出現。如果支撐立桿分布不均勻，各部分的剛度分布就存在區別，這種情況下很容易會導致桿件彈性變形不均勻現象的發生，這是造成早期裂縫的主要原因。在澆筑過程中，支架不均勻沉降會導致裂縫的產生，這種裂縫將會對橋梁產生很大的危害，所以應該及時采取措施避免其發生。

2.4混凝土配比不合理

預應力混凝土連續箱梁多數情況下采用高標號混凝土，其跨徑在20～40m箱梁的混凝土抗壓強度設計值時50MPa，在設計混凝土配比時，很多施工人員比較保守，使用的水泥量比較大，導致混凝土收縮量也隨之增大，產生表面裂縫。在對混凝土進行拌制時，如果砂石中含泥量超標，不僅會使混凝土抗滲性和強度降低，同時混凝土還會出現不規則的網狀裂縫。

2.5荷載效應引起的裂縫

在設計過程中，因為計算或考慮不周密，或者結構尺寸不足、鋼筋不合理等原因，都會產生箱梁受力裂縫。一般來說，受力裂縫的產生和受力鋼筋呈一定角度的橫向裂縫，這種問題的出現主要是因為局部粘結應力過大而產生的，同時沿鋼筋長度也會出現粘結裂縫。

2.6模板變形、側模及內膜拆除時間過早

箱梁內膜在使用過程中很容易出現損壞，如果這時沒有對其進行及時的修補，就可能會在澆筑過程中因為支承剛度不足而出現變形，在混凝土幾乎沒有強度的情況下，頂板混凝土可能會出現下陷的問題，進而出現裂縫。加上在對鋼筋骨架進行綁扎的過程中，對尺寸的控制并不準確，箱梁局部的厚度會減少，同時應力會相應集中，這時很容易會出現裂縫問題。如果混凝土抗壓強度不能達到規范要求，這時將側模、內膜拆除，因為操作時發生振動裂縫也會相應停止。

3　預應力混凝土連續箱梁裂縫的防治措施

3.1對鋼筋配置進行完善

設計人員應對細節設計問題進行詳細的檢查，尤其是在力筋和鋼筋布置過程中必須與保護層和間距數值要求相符合。在實際施工過程中，施工人員應對施工圖紙進行認真審核，一旦發現不足應及時的提出合理的變更申請和處理措施，盡量避免因為這種原因出現的裂縫。

3.2混凝土配合比及材料選擇應合理

在設計混凝土配合比時，不僅要滿足強度、坍落度的要求，同時還要對混凝土收縮變形、箱梁不同階段產生的溫度應力等因素進行充分的考慮，將混凝土變形特性作為保證混凝土質量的重要指標，盡量減少對水泥的使用，同時最大程度的降低砂漿和水灰比含量。

3.3對混凝土澆筑時間進行合理選擇

對混凝土澆筑工序和時間進行合理安排，按照箱梁澆筑順序進行澆筑，同時兩次澆筑之間的時間最好可以控制在7d之內，這樣可以避免先澆筑混凝土對基巖產生的約束作用。此外，澆筑最好可以避開白天的高溫時段、雨天、大風等不利天氣。

3.4對合理施工發難進行合理制定

腳手架地坪應接受加固處理，將支架搭設好以后再進行預壓，并有效控制橋墩基礎的沉降量，對各墩臺基礎沉降量進行合理控制，保證其沉降差不能超過限定值。在施工過程中腳手架地基一定要處理均勻，同時下臥層不良土層應進行相應的加固處理，并針對橋墩基礎沉降量進行合理控制，這樣才能保證墩臺基礎沉降量始終處于相應范圍內。如果連續箱梁采用高強混凝土，則應對施工過程中混凝土水化熱問題加以注意，還要對水化熱較低的硅酸鹽水泥進行使用。

3.5對拆模及落架時間進行控制

過早拆除現澆結構模板及支撐，可能會引起梁板結構開裂，內膜拆除時間應結合現場混凝土強度等進行確定，不能過早的將內膜和側模拆除。此外，一般來說現澆梁落架的實踐應該在完成管道壓漿施工之后進行。

4　結語

綜上所述，預應力混凝土連續箱梁裂縫是比較普遍的問題，但是很多情況下都可以得到避免，在設計過程中應進行認真的驗算，對鋼筋或者預應力筋進行合理布置，合理使用預應力混凝土連續箱梁技術，就可以最大程度的避免裂縫或變形問題的發生。此外，對于已經出現的裂縫，應對裂縫的發展情況進行合理控制，進一步保證整體結構的正常使用。

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