熊中慶
(貴州路橋集團有限公司)
鋼筋混凝土連續(xù)剛構橋是鐵路和高速公路跨越河谷、深溝常用的一種大跨徑橋梁,其跨越能力大,梁墩固結,受力合理,結構整體性能好,抗震能力強,抗扭潛力大,連續(xù)梁無伸縮、造型簡單,行車行車平順舒適,養(yǎng)護簡便,造價低。施工時不需臨時固結,施工難度小,便于懸臂施工。
1998年挪威建成了主跨301 m 的世界第一橋,同年建成了主跨298 m 的世界第二的拉夫特橋。我國在1988年我國在廣東建成主跨180 m 的洛溪大橋,1997年建成了主跨270 m 的虎門大橋副航道橋,2013年建成通車的貴州省北盤江大橋為主跨290 m 的空腹式連續(xù)剛構橋。隨著國民經濟的快速發(fā)展,我國連續(xù)剛構橋的施工技術及設計已居世界領先水平。
(1)箱梁頂板縱向裂縫
箱梁頂板產生縱向裂縫,開裂的主要原因有縱向預應力筋張拉過大、防裂鋼筋過少、混凝土養(yǎng)生差引起混凝土收縮過大、混凝土與大氣溫差過大、橫向有效預應力不足、后澆混凝土受先澆節(jié)段約束、混凝土強度沒有達到設計強度提前張拉等產生開裂。箱梁橫向跨徑過大沒有設橫向預應力筋,也會引起開裂。
為了防止產生頂板縱向裂縫,是否設置橫向預應筋,設計單位要認真計算,在施工上要防止預應力損失,嚴格控制頂板縱向預應力筋張拉值,盡量采用低收縮、低水化熱混凝,避免節(jié)段間澆筑齡期過長,按設計安裝防裂鋼筋。
(2)箱梁腹板斜向裂縫
箱梁腹板斜向裂縫,經過對幾條高速公路的檢查該類裂縫都是沿下彎束方向產生,有一到多條,在某高速公路白水沖特大橋發(fā)生時,腹板內沿下彎束方向增加防裂箍筋,監(jiān)控單位在腹板內預埋應力應變片測試,結果是腹板內主拉應力超過了混凝土極限拉應力而引起開裂。
為了防止該類裂縫產生,設計單位對下彎束產生的局部主拉應力應按三維模式計算,設計合理的腹板厚度,施工中先對豎向預應筋施加50%的應力,再張拉下彎束,然后再按設計要求順序補足豎向預應力筋張拉力,最后用測力扳手檢查,防止預應力損失,對預應力管道采用真空壓漿技術,嚴格監(jiān)控飽滿度,
(3)箱梁底板縱向裂縫
梁底板在縱向呈曲線形,縱向預應力筋也呈曲線布設,張拉時會產生向下的徑向分力。底板縱向裂縫是預應力產生的徑向分力而引起,嚴重時可能產生底板混凝土劈裂破壞,造成嚴重事故。
設計原因是底板預應力筋束管道下方設計尺寸偏小,沒有設計足夠數量的防裂鋼筋,底板橫向鋼筋偏小偏稀。施工原因是實際施工的尺寸小于設計值,防裂鋼筋沒有按設計數量和位置安裝。
為了防止底板產生縱向裂縫或造成底板劈裂破壞,底板縱向預應力管道下方應有足夠尺寸,底板內應布置足夠的收縮鋼筋將底板上下層主筋連成整體,收縮鋼筋必須設計為閉合箍筋。
(4)跨中合龍段縱向裂縫
跨中合龍段頂、底板各有數條縱向裂縫,一般不向相鄰節(jié)段擴散。造成裂縫的主要原因有縱向鋼束張拉應力影響,合龍溫度不滿足設計要求,合龍段勁性骨架未按設計施工或施工質量達不到要求,防裂鋼筋過少。防止措施為合龍段采用低收縮、低水化熱混凝土,盡量縮短合龍段與相鄰節(jié)段的齡期差,加強養(yǎng)生,在合龍段前的兩對稱節(jié)段增設橫隔板。
(5)齒板縱向裂縫
張拉齒板時,彎道內預應力筋束對混凝土產生徑向沖切力,導致齒板產生縱向裂縫或造成齒板尾部混凝土崩落,尾部及與之相連的頂板底板出現(xiàn)裂縫。主要原因是施工單位施工質量差,齒板混凝土密實度不夠,強度達不到設計要求。施工時嚴格按照設計圖紙進行鋼筋安裝,齒板要使用特制模板,澆筑齒板混凝土時要注意振搗,保證混凝土密實,加強對齒板混凝土養(yǎng)生。
(6)錨墊板周圍發(fā)生開裂
錨墊板周圍混凝土開裂,錨墊板內凹。主要原因是混凝土不密實和混凝土強度不夠。加強對錨墊板后混凝土的振搗,確保密實度達到要求,混凝土達到設計要求的張拉強度后再行張拉,嚴格按設計圖安裝錨墊板后的鋼筋。
總之,在施工階段鋼筋混凝土連續(xù)剛構橋箱梁裂縫主要是施工原因造成的,加強施工過程管理,嚴格施工工序,保證施工質量,是完全可以避免裂縫產生的。
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