大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂和遠期下撓控制

白 文 豹

(朔州路橋建設有限責任公司,山西 朔州 036000)

大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂和遠期下撓控制

白 文 豹

(朔州路橋建設有限責任公司,山西 朔州 036000)

大跨預應力混凝土箱梁橋施工在道路橋梁施工中比較常見，在實際的施工過程之中也存在一些問題，尤其是早期開裂和遠期下撓這兩個方面尤為突出。結合自己的工作經驗，對早期開裂和遠期下撓控制進行了概述，在此基礎上提出了大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂和遠期下撓控制的具體措施，希望本文的論述可以對我國橋梁施工帶來一定的借鑒。

箱梁橋，早期裂縫，遠期下撓

1 大跨預應力混凝土箱梁橋的開裂和長期下撓

1.1大跨預應力混凝土箱梁橋施工中的懸臂施工法

自20世紀50年代，建筑行業開始使用懸臂施工法后，預應力混凝土箱梁橋的建設得到了快速發展。在懸臂施工法的施工過程中，一般先從目標橋梁的中部開始作業，在完成中間部分的施工后，再按照從中間向兩側同時進行的原則進行其余部分的施工。在懸臂施工法中懸臂澆筑是最基本的澆筑方法，通過在施工過程中構建掛籃系統，從而保證懸臂澆筑過程中能夠有一個安全穩定可靠的工作平臺作為支撐。常見的掛籃系統由承重梁、錨固裝置、懸吊模板、行走系統組成。懸臂施工法在應用中具有較多優勢，首先懸臂施工法從中間向兩側施工，能夠大大提高施工效率，減短施工工期。其次，從中間開始施工能夠避免兩側向中間施工方法中兩側實現對接的難度。再者，利用懸臂施工法能夠更方便進行施工管理，保證施工有條不紊進行。但是同時，懸臂施工法也容易導致箱梁橋出現開裂和長期下撓的現象。

1.2大跨預應力混凝土箱梁橋的開裂現象

在實際情況中，混凝土箱梁橋出現早期開裂現象的原因比較復雜，橋梁在使用過程中往往會面臨著十分復雜的環境，因此橋梁開裂往往由多種因素造成。主要原因有以下幾點：1)受力裂縫，就是指由橋梁各部分的受力不均勻而導致的開裂。2)非受力開裂，主要是指由于拆模、錯誤養護、混凝土在環境作用中的收縮現象等而導致的橋梁開裂。此外，按照裂縫出現的時間，還可以將開裂現象分為施工階段的裂縫與橋梁正式運行中出現的裂縫。混凝土箱梁橋的開裂現象會嚴重影響到橋梁的使用壽命與使用安全，甚至嚴重的會出現安全事故。圖1為常見的大跨預應力混凝土箱梁橋開裂現象中的箱梁底板層離現象。

1.3大跨預應力混凝土箱梁橋的長期下撓現象

大跨預應力混凝土箱梁橋的長期下撓現象也是一個比較普遍的現象，長期下撓會導致橋梁內部結構變形，破壞橋架結構的穩定，從而影響橋梁的使用壽命。此外，在實際情況中，橋梁的下撓現象往往是一個潛移默化的過程，需要長時間的作用才會表現出來。因此，箱梁橋的長期下撓往往比較難以防治。根據研究顯示，造成橋梁下撓現象的原因主要有橋梁混凝土箱梁開裂現象、橋梁結構的預應力損失超過臨界值、設計方案不合理、施工質量存在缺陷等。而按照橋梁出現下撓現象而導致裂縫現象的時期不同可以分為施工期出現的下撓裂縫問題和運營期出現的下撓裂縫。其中在運行期間出現的下撓裂縫問題往往比較難以察覺，同時在長期作用影響下也容易造成較為嚴重的橋梁安全事故。圖2中科羅·巴島橋的倒塌事故就是常見的由于長期下撓問題導致的橋梁崩塌事故。表1為預應力損失對最大下撓量的影響。

表1 預應力損失對最大下撓量的影晌

預應力損失量/%最大下撓量增幅/%備注14-1．9現行模板18-2．53223-3．16527-3．8100預應力損失增加約1倍31-4．413440-5．7201預應力損失增加約2倍

2 大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂和遠期下撓控制

2.1大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂現象的控制

目前，在大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂現象的控制中主要采用的手段是控制施工過程中水化熱情況。有以下幾點需要注意。首先，需要做好混凝土的優化配比工作，在保證混凝土結構穩定的情況下，在原材料的選擇上要盡量選取低熱水泥，并且在混凝土的配置過程中可以適當摻入一定數量的粉煤灰，從而減少水泥的用量。其次，在施工過程中為了能夠滿足降低混凝土早期水化熱溫致效應的目標，需要在施工過程中在混凝土中摻入一定的緩凝型高效減水劑來降低溫致效應。需要注意的是，減水劑的具體使用量需要根據實際情況來決定，要根據施工環境以及水泥的性質來決定。再者，需要注意入模溫度的下降，這是降低水化熱的重要手段，在夏天的施工過程中，應該將混凝土原料放置于陰涼區域，混凝土攪拌使用的自來水也應當先經過一定的冷卻步驟再投入使用，并且需要注意的是在夏天的施工中需要將混凝土澆筑工作安排于夜晚時間進行。然后，在施工現場要做好管理工作，保證混凝土部件在施工過程中能夠實現夏季保濕、冬季保溫。最后，需要做好溫度監控工作，一般情況下，我們要求混凝土的澆筑工作需要在30 ℃以下，外界氣溫較高時可放寬至35 ℃以下，而混凝土內部的溫度則需要控制在65 ℃以下。一旦超過這些溫度指標，施工單位都應該及時采取措施進行降溫。在溫度控制工作中主要有以下措施:1)在施工材料采購中選擇水化熱水平較低的水泥，目前較常使用的有拌料水泥。2)在施工現場配置深水井，在混凝土攪拌中采用溫度較低的井水進行制備混凝土。3)在分層澆筑混凝土的過程中要盡量減小混凝土澆筑的分層厚度，保證混凝土澆筑能夠利用澆筑層面散熱。4)應當在混凝土完成初凝后立即在表面覆蓋保溫材料，控制內外溫差小于20 ℃。

2.2大跨預應力混凝土箱梁橋的遠期下撓控制

施工和監控是大跨度橋梁施工中下撓處理的兩點重要內容。首先是施工過程中的下撓處理，重點在于施工技術和施工工序的規范，確保橋梁施工順利進行，促進施工技術水平的提高。以樁基為C30混凝土的大跨徑預應力橋梁工程為例，需要根據具體的工況確定下撓控制方法，控制混凝土的坍落度在合適的范圍之內，還可以對橋梁混凝土的加載齡期進行適當的增加，待混凝土規劃完畢之后方可進行跨中預應力管道的定位，還需要及時進行預應力的張拉。需要注意的是壓漿的質量和密實性，避免由于壓漿問題導致的下撓施工質量問題。真空壓漿的方法目前應用范圍較廣，該技術可以有效確保壓漿的密實度和壓漿施工的穩定性。壓漿完成后還需要對不同階層的混凝土的接縫情況進行觀察，可以利用鑿毛對豎向接縫進行處理，待接縫浮漿之后方可進行橋梁跨中的合龍施工。為了減少混凝土的收縮受力需要對兩岸的箱梁進行頂推，使橋梁跨中柱墩結構向兩岸偏移。第二，在施工過程中要做好對于下撓現象的控制工作。這一點主要表現在施工過程中的各項監督措施中，首先，施工單位需要建立完善的監督制度，設立專門的監督小組來進行施工過程的實時監督，這就需要監督小組成員牢固樹立下撓控制的思想理念，嚴格把握施工過程的每一項步驟。其次，在施工監督中要嚴格按照國家相關標準來進行審核，依照施工計劃與施工圖紙來監督混凝土施工的方方面面。要保證在施工過程中能夠對施工作業進行不定時的第三方抽查，在這一過程中需要監理單位充分發揮自身作用，從而利用有效的外部監督來保證質量的有效控制。對于大跨預應力混凝土箱梁橋的遠期下撓控制來說，需要將施工技術的把握與施工監督的實行結合起來，從而保證施工質量的達標，以減輕或避免下撓現象。

3 結語

隨著我國現代化建設事業的不斷發展，我國在發展規劃中對于大跨預應力混凝土箱梁橋的建設也越來越重視，因此需要我們重視在大跨預應力橋中存在著的問題。目前，早期開裂和遠期下撓現象是影響我國大跨徑橋梁使用壽命與使用質量的主要問題，因此我們需要積極探討相應的解決措施來控制。通過在施工技術與施工管理兩方面的共同努力來實現早期開裂和遠期下撓現象的控制，從而保證我國城市化建設過程中能夠有效控制橋梁基礎工程的質量。

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[3] 何偉南.超載超限對公路預應力混凝土箱梁橋正常使用性能的影響[J].湖南理工學院學報(自然科學版)，2016(3):32-33.

Concreteboxgirderbridgeearlycrackingandlong-termdeflectioncontroloflargespanprestressedconcrete

BaiWenbao

(ShuozhouRoadandBridgeConstructionCo.,Ltd,Shuozhou036000,China)

The construction of large span prestressed concrete box girder bridge is more common in the road and bridge construction, in the actual construction process also has some problems, especially early cracking and long-term deflection of these two aspects is particularly prominent. The author combines his experience of early cracking and long-term deflection control are summarized, and puts forward some specific measures of concrete box girder bridge early cracking and long-term deflection control of large span prestressed concrete, hopes that this paper can be on the bridge construction in China with reference to.

box girder bridge, early cracks, long-term deflection

1009-6825(2017)28-0178-03

2017-07-22

白文豹(1983- )，男，工程師

U448.213

A