復合養護工藝在懸澆施工橋梁養護中的應用研究

張小天

(雙城區農村公路管理站，黑龍江 雙城 150100)

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復合養護工藝在懸澆施工橋梁養護中的應用研究

張小天

(雙城區農村公路管理站，黑龍江 雙城 150100)

以某懸臂澆筑施工的橋梁為例，分析了懸澆施工橋梁早期出現裂縫的原因，提出“底板底模模貼+人工+自動噴霧”的復合養護法，應用于工程實例，對該橋梁進行了全面養護，達到了較佳的經濟效益以及社會效益。

復合養護；懸臂澆筑；橋梁養護；早期裂縫

在懸臂掛籃施工中，在懸臂澆筑混凝土段采用復合養護的方式，不但不會對懸臂施工過程產生影響，還能夠增加節段的養護時間，強化養護效果，確保混凝土在脫模后能夠無間隔持續養護，有助于減少懸臂箱梁混凝土早期出現的裂縫以及提高強度。

1 工程概況

M橋總長262 m，0#段采用托架施工，1#～15#梁段均采用掛籃分段對稱懸臂澆筑施工。邊跨與主跨度的比值為0.55 M。上部結構為單箱單室截面，頂板與底板寬度分別為21.5 m、11.5 m，單側懸臂長5 m。箱梁跨中梁高2.80 m墩頂根部梁高7.50 m為跨度的1/16，單“T”箱梁梁高從中跨跨中至箱梁根部，箱高以 1.75 次拋物線變化。綜合考慮澆筑周期、施工便利、鋼材數量因素，將箱梁懸臂澆筑梁段長度劃為兩個節段：3.0 m以及4.0 m。中跨合攏段、邊跨長度均為2 m。箱梁 0 號梁段長12 m(其中包括了橋墩兩側懸臂各2 m)，每個“T”構縱橋向劃分為14 個對稱梁段，根部箱梁梁段數及長度為7×3.00 m，跨中則為8×4.00 m。

2 懸澆施工橋梁早期裂縫分析

2.1 由于混凝土材料、養護因素引起的施工早期非結構性裂縫

箱梁內頂板與底板底面的縱向裂縫，以及腹板橫向裂縫產生較為頻繁，作者研究的三座橋梁中，該類裂縫具占比較大，詳見表1。通過檢查可以看出，三類裂縫大多數都發生在初于懸臂澆筑混凝土前后兩節段交界接縫處，同時延伸至后澆筑混凝土節段。

表1 主要裂縫綜合情況表

通過分析可以了解懸臂施工期混凝土箱梁節段的頂板與底板的底面以及腹板局部均有較大初應力，且最大的拉應力為Y 方向(縱橋向)或者Z 軸 X 方向(橫橋向)，在濕接縫位置非常突出。若ZX 方向有較大拉應力，則會導致箱梁的頂板、底板產生縱向裂縫；若ZY方向有較大拉應力，則會導致箱梁腹板產生橫向裂縫。

2.2 混凝土材料-養護因素引起的混凝土箱梁高初應力導致的后期結構性裂縫

M橋有較多的腹板斜向裂縫，并且在內表面分布較多。通過有限元分析可以了解，懸臂施工期混凝土箱梁由于混凝土收縮以及水化熱溫度因素，會導致頂板與底板底面以及腹板產生較大初應力，從該點可以推測，這些裂縫是由于在懸臂澆筑混凝土后，因為混凝土早期收縮變形性能較大，并且在脫模后腹板與外界環境接觸而產生的。因此，若未能采取合理的養護措施，未能確保脫模后的腹板混凝土有著較為合適的溫度與濕度環境，則會導致與原來帶模養護時溫度、濕度環境差異。而該環境差異會造成混凝土早期干燥與溫度收縮變大，讓箱梁腹板混凝土產生較大的初應力，即便未超過混凝土當前的抗拉強度，但依舊保持了較大初應力。在進行二期恒載等荷載施加后，則會導致本來有著較大初應力的部位產生更大拉應力，這就超出了混凝土強度，從而產生了裂縫。

3 復合養護工藝及其應用

對M橋采用的養護方法為“底板底模模貼+人工+自動噴霧”的復合方法。

主要材料：美捷特混凝土模貼專用膠、膠帶紙、美捷特混凝土模貼。

施工工具：卷尺、直尺、刷子、打磨機、塑料片、小塑料桶、剪刀、工具刀、木條。

工藝流程：

本方法主要是針對掛籃懸臂澆筑施工一般節段。由于懸臂澆筑節段底板底模脫模必須要在掛籃前移時才能進行(也就是懸臂節段底板底面會一直處于帶模自然養護狀態)。并且0#塊會懸出端長度通常為1～2 m，1#節段長基本等于最大懸臂長度。因此，掛籃移出節段的噴霧養護系統應在澆筑 2#節段時安裝。

(1)掛籃前移到位后，為底板底模安裝混凝土模貼。

(2)節段混凝土澆筑完畢后，進行人工養護。

①首次抹面、拉毛。在完成澆筑后，需要對頂面采取人工抹面以及適當深度的拉毛處理。

②二次抹面。頂面頂面混凝土在滿足初凝時間后，并且表面無細小顆粒以及水泌出后，需要馬上進行二次抹面工作；除了箱內底板頂面壓腳模板覆蓋的部分，其他部分都要進行二次抹面處理。

③二次拉毛。在完成二次抹面作業后，需要馬上對頂板頂面進行二次拉毛作業。可以采取人工使用帆布、棕刷進行。

④濕覆蓋養護。在二次拉毛之后，需對頂面馬上進行濕覆蓋養護；建議養護范圍包含箱內壓腳模板以外暴露的部分。濕麻袋能夠很大成都降低新澆筑混凝土的干燥收縮、自收縮以及水化熱。在使用濕麻袋覆蓋后，需要定時進行灑水作業，確保其具有飽和的濕潤程度。

⑤箱外側模、箱內模松開后的人工灑水養護。完成混凝土澆筑2 d后，即可通過人工對即將張拉的縱向預應力束錨板，箱梁內模、腹板外模以及翼緣板模板脫離混凝土表面進行整理。開通人工通道，從而便于灑水養護。脫模后，箱內側面、腹板外側面、翼緣板下表面部位混凝土即與外界環境產生了濕度交換，需要進行及時灑水養護，同時在底板頂面二次抹面部位也需要進行養護，不但能夠降低工人作業量，還能便于統一管理。

⑥移出掛籃，清理底模模貼，準備下一節段工作。完成預應力張拉作業后，在混凝土強度達到相應設計值后，將移出掛籃，并將底模取出，進行清理。箱梁頂部活動方便處的模貼可采用棕刷清理。在清理過程中需要盡可能清理殘留的混凝土，同時確保不對模貼產生損壞，避免影響其保水性能。同時監理需要定期檢查模貼，確保其正常的工作能力，若未能達到要求，則需要及時更換。

(3)掛籃前移，安裝自動噴霧系統

①準備噴霧養護系統所需材料。

②張拉 1#節段縱向預應力束后掛籃前移至2#節段位置，進行自動噴霧系統安裝。事先設計好安裝有噴嘴的鋼管以及輸水管，之后將其與掛籃底籃、側模滑移縱梁連接固定。

③安裝系統的其他輸水管道，同時在0#塊上水箱安放潛水泵。

④安裝控制柜、時間繼電器等附屬設施，同時將電源電氣設備接入控制柜中。

⑤仔細檢查整個系統(水路和電源開關等)，并進行調試。

4 橋梁裂縫控制效果

M大橋通車后，通過檢查發現以下問題。

(1)橋梁梁外部有底板縱向裂縫合計11條，最長5 m，最寬0.12 mm；翼板縱向裂縫10條，最長4 m；橫向裂縫14條，最長3 m，最寬0.08 mm，同時還有斜向裂縫1條，長1 m，寬0.1 mm。

(2)箱梁內部頂板縱向裂縫合計4條，最長3 m，最寬0.12 mm；腹板斜向裂縫1條，長1 m，寬0.08 mm；齒塊豎向裂縫2條，長0.3 m，寬0.08 mm。具體詳見表2，部分箱梁內側裂縫見詳表3。

表2 M大橋箱梁外側裂縫情況表

表3 M大橋箱梁內側裂縫情況表

可以看出，M大橋裂縫數量大大減少，這不斷使得橋梁結構的安全性大大提升，還大幅度減少了修復以及加固需要的時間、經濟成本，實現了社會效益以及經濟效益。

[1] 鮑衛剛.預應力混凝土梁式橋梁設計施工技術指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] 姚燕.高性能混凝土的體積變形及裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3] 袁勇.混凝土結構早期裂縫控制[M].北京：科學出版社，2004.

2017-03-15

U445.1

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1008-3383(2017)05-0181-02