淺談橋梁混凝土工程的裂縫處理

劉曉奎

【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁混凝土工程越來(lái)越多，本文對(duì)某預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工后，再其拱腳和邊角處發(fā)現(xiàn)了裂縫，對(duì)其裂縫的成因進(jìn)行了總結(jié)，具體對(duì)其處理措施進(jìn)行了分析，以便在以后的工程中能采取有效的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】橋梁；裂縫；處理措施

0 前言

影響橋梁混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，主要是由于水泥放出大量的水化熱，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度不斷上升，而現(xiàn)澆混凝土橋面表面已硬化或開始硬化，造成表面在收縮而內(nèi)部還沒有收縮的狀況，進(jìn)而在現(xiàn)澆混凝土橋面表面形成拉應(yīng)力，從而出現(xiàn)裂縫。對(duì)于裂縫的出現(xiàn)，要根據(jù)實(shí)際情況，采取合理的措施對(duì)其進(jìn)行處理。

1 工程概況

本項(xiàng)目為預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱橋，主跨60m，系梁為現(xiàn)澆砼梁，系梁根部為實(shí)心矩形截面，截面寬度120 cm，截面高度240cm，砼標(biāo)號(hào)C50，采用YM15-8 錨具，預(yù)應(yīng)力采用？準(zhǔn)s15.2 mm 高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860 MPa，設(shè)計(jì)要求待系梁強(qiáng)度達(dá)到100%，齡期不小于10 天后，對(duì)稱張拉N1、N6 并及時(shí)壓漿。施工西南側(cè)拱腳的邊緣N6 鋼束張拉力達(dá)100%持荷時(shí)，邊角混凝土劈裂，西北側(cè)與東北側(cè)拱腳在最北側(cè)N1 鋼束張拉完成后發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 裂縫成因分析

對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土后張法梁，張拉端頭產(chǎn)生裂縫的原因一般有如下幾點(diǎn)：

（1）混凝土強(qiáng)度不夠，振搗不密實(shí)，導(dǎo)致張拉時(shí)出現(xiàn)裂縫；

（2）錨下的螺旋筋、鋼筋網(wǎng)片配置不足或者位置不正確，垂直預(yù)應(yīng)力鋼筋方向的劈裂拉應(yīng)力引起裂縫出現(xiàn)；

（3）可能存在部分混凝土收縮裂縫；

（4）張拉力超過設(shè)計(jì)要求；

（5）施工人員對(duì)圖紙理解不夠，當(dāng)波紋管和普通鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，未按設(shè)計(jì)要求適當(dāng)挪動(dòng)普通鋼筋，而是自行調(diào)整鋼絞線位置，使得錨墊板距離混凝土邊緣距離變小，導(dǎo)致局部承壓所需的截面尺寸不夠；

（6）購(gòu)買錨具時(shí)未注意設(shè)計(jì)采用的錨墊板尺寸或?qū)嶋H未購(gòu)買到設(shè)計(jì)的錨墊板，人為選用截面尺寸較小的錨墊板，導(dǎo)致局部承壓的抗壓承載力不滿足設(shè)計(jì)要求。

本項(xiàng)目經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)查勘及分析，混凝土的強(qiáng)度及振搗、錨下鋼筋網(wǎng)的設(shè)置等均沒有問題，主要成因?yàn)椋?）（6）兩點(diǎn)。設(shè)計(jì)計(jì)算錨頭混凝土局部承壓時(shí)采用的方形錨墊板，尺寸為220 mm×220 mm，實(shí)際施工時(shí)購(gòu)買的錨具錨墊板尺寸為圓形直徑185 mm，扣除管道孔洞后的面積僅為方形錨墊板的50%，局部承壓面積大大減小，導(dǎo)致出現(xiàn)張拉裂縫。角點(diǎn)位置N6 鋼束施工時(shí)為避讓支座的錨桿，將錨墊板局部挪動(dòng)后其中心距混凝土邊緣僅為10 cm，局部受壓的計(jì)算底面積Ab（見《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.7.1 條）僅為20×40=800 cm2，為正常情況下Ab 尺寸（30×40=1200cm2）的66.7%，導(dǎo)致混凝土劈裂。

3 裂縫處理措施

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取以下的處理措施：

（1）所有圓形錨墊板在其與錨板間加墊厚度為3cm，尺寸為25 cm×25 cm 的鋼板，增加局部承壓的受力面積，減小錨下局部應(yīng)力。鋼板安裝前需將表面混凝土磨平，確保接合面平整，采用鋼板膠涂抹在整塊鋼板表面，且應(yīng)限制鋼板膠的厚度，并將其對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)錨墊板位置固定，由監(jiān)理檢查合格后方能再次進(jìn)行張拉。

（2）對(duì)于混凝土劈裂及出現(xiàn)裂縫的拱腳，先將已張拉完的N6 鋼束放張退錨，再將混凝土鑿除，混凝土須鑿出臺(tái)階并注意不要影響到中間兩束N6 鋼絞線，然后重新安裝螺旋鋼筋及錨下鋼筋網(wǎng)、錨墊板，采用環(huán)氧水泥漿代替錨下鑿除的混凝土，對(duì)于個(gè)別錨墊板距離混凝土邊緣較小的錨具，需要局部加大截面尺寸。環(huán)氧樹脂由現(xiàn)場(chǎng)配置，配置過程需嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行，環(huán)氧樹脂混凝土澆筑完畢后需要注意養(yǎng)護(hù)，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方能進(jìn)行下一步施工。

（3）為加強(qiáng)鋼絞線與壓漿料、混凝土間的粘結(jié)錨固，減小錨頭的負(fù)擔(dān)，孔道內(nèi)灌漿采用JC-K20 高性能孔道壓漿料，該灌漿料具有早期和后期強(qiáng)度高，3d 強(qiáng)度≥30MPa，7d 強(qiáng)度≥50 MPa，28d強(qiáng)度≥60 MPa，低水膠比，高流動(dòng)度，低損失和微膨脹等特點(diǎn)。

（4）對(duì)于懷疑為收縮裂縫的適當(dāng)鑿開后觀察再?zèng)Q定處理方法。

4 預(yù)防措施

張拉產(chǎn)生的微裂縫當(dāng)后期荷載逐步增加時(shí)，可能會(huì)發(fā)展成為可見裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，造成鋼筋銹蝕、混凝土碳化等病害影響橋梁的質(zhì)量。為盡量避免由于張拉產(chǎn)生的裂縫或混凝土劈裂，可以采用以下方法：

（1）混凝土施工時(shí)注意強(qiáng)加振搗，保證混凝土的密實(shí)度。

（2）混凝土必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后方能張拉。張拉時(shí)注意根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙有需要的要對(duì)稱張拉。

（3）錨下螺旋筋位置要放置正確，同時(shí)須設(shè)置錨下鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片不應(yīng)少于四層。對(duì)于靠近混凝土邊緣的鋼束的錨下鋼筋網(wǎng)片設(shè)置時(shí)應(yīng)加設(shè)直角彎鉤更多的錨入混凝土。梁端錨頭集中區(qū)應(yīng)設(shè)置加密箍筋。

（4）施工必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行鋼束的布置，對(duì)于局部鋼束和普通鋼筋存在碰撞的情況，應(yīng)優(yōu)先保證波紋管不動(dòng)，適當(dāng)挪動(dòng)普通鋼筋。

（5）設(shè)計(jì)人員在給出錨具型號(hào)的同時(shí)應(yīng)給出相應(yīng)的錨墊板的尺寸，盡量建議采用方形錨墊板。

（6）設(shè)計(jì)人員在滿足計(jì)算要求的前提下，盡量選用單束鋼絞線根數(shù)較少的錨具，減小單個(gè)錨具的錨下張拉力。

5 結(jié)語(yǔ)

錨下應(yīng)力是個(gè)比較復(fù)雜的課題，本文僅從錨墊板的尺寸及施工角度對(duì)錨下局部承壓的能力進(jìn)行分析。預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的張拉工序至關(guān)重要，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命，因此需要嚴(yán)格控制張拉裂縫的產(chǎn)生，從設(shè)計(jì)到施工、監(jiān)理都必須重視預(yù)應(yīng)力張拉這一環(huán)節(jié)。

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