砼连续箱梁施工裂缝产生原因及控制
关键词:连续箱梁,裂缝,控制措施
1引言
随着我国各省市公路等级的提高和交通功能的变化，使砼连续箱梁桥的建设与日俱增，箱梁悬臂采用整体现浇混凝土施工工艺，横向大悬臂的构造形式，尺寸和截面形状变化增多。然而，在许多工程实际应用中我们发现，砼连续箱梁施工存在着明显不足，其中最大的缺陷和不足就是施工裂缝问题。如果施工组织不力，则极易引起裂缝产生。砼开裂后将给桥梁造成各种不利的影响：(1)从使用安全来看，过多或者过大的裂缝宽度会影响结构的外观，造成使用者心理上的不安全感;(2)从结构本身来看，裂缝的出现，减小了构件的截面面积，使得截面抗弯刚度降低，某些裂缝的发生或发展，将影响整个结构的使用寿命。
国内外关于砼连续箱梁裂缝问题已经有较多的研究。但是，大多数研究仅仅停留在表面，还不够细致和深入。本文通过深入调查和实践，对施工中砼连续箱梁裂缝的产生原因进行研究和总结，并提出了相应的裂缝处理及控制措施。
2裂缝的产生原因
1.1材料因素
(1)骨料因素。在砼中砂石起到骨架支撑的作用，一般不会因为其与水泥浆发生化学反应而降低水化热，也不会因为水泥浆硬化而产生收缩，能在一定程度上抑制裂缝的出现。砂石太细时，则会使砼粘聚性增大、保水性好、易于施工。而且沙石太细容易导致干缩性较大、表面容易产生干缩裂缝;砂石太粗则容易使新拌砼产生泌水现象，从而影响砼的和易性。
(2)水泥因素。随着时间的推移，水泥碱性物质或酸性物质会慢慢沉淀，这些物质含量过高会使砼产生酥裂;不同品质的水泥对水泥凝胶孔、水泥凝胶成分、毛细孔尺寸、形状、数量和结构造成影响，进而影响到水泥的干缩性;水泥或集料中有害物质含量过多也会造成砼出现裂缝。
1.2设计因素
设计因素主要有：①构造设计不合理，实际结构受力与假设不相符，钢筋锚固区尺寸或者钢筋保护层厚度不满足锚下砼的要求;②结构设计时图纸没有交代清楚，没有考虑施工的种种可能性，设计断面不足;③结构计算时部分结构漏算;④截面配筋面积不足。
1.3施工因素
(1)悬臂段产生裂缝。主要原因是：①预应力施加不足;②砼浇筑顺序不当或挂篮未预压重;③钢束布置有误;④锚固部位振捣不密实;⑤灌浆质量不好。
(2)合拢段产生裂缝。主要原因是：①顶、底板两侧受锁口装置和腹板的约束，顶、底板顺桥容易产生裂缝;②砼在浇筑硬化过程中横向收缩比较大。
(3)边跨支架现浇段出现裂缝。主要原因是：①边跨合拢时在支架与梁底之间产生较大的摩擦阻力;②竖向预应力张拉不足;③支架不均匀沉降。
1.4温度变化因素
砼施工过程中连续箱梁悬臂受到主墩固结支座的约束，并且砼具有热胀冷缩的性质，当内部结构稳定性或外部环境发生改变时，砼结构中即会产生应力，进而会发生变形，若应力超过砼抗拉强度时就会产生裂缝。
3裂缝的控制措施
(1)材料控制
为了减少裂缝的产生并使砼具有良好的抗渗性能，施工中常常采用降低水灰比的办法。确定砼配合比时，尽量降低水灰比并减少水泥用量，以减少砼收缩，降低砼的绝热温升，以此满足设计及施工工艺的要求，此外，应要特别注意粗细骨料的含水量和含泥量，严格控制原材料的技术指标和材料质量。对所选择材料应进行仔细检查，对不合格材料进行及时处理，使水泥含泥量控制在百分之一以下。
(2)施工工艺控制
①选择合适的砼浇筑工艺，尽快将内模及顶板钢筋制作完成后，浇筑顶板砼。为了防止先浇筑砼的基岩对后浇筑砼有约束作用，新老砼先后浇筑的时间差不应超过3-4天。合理安排施工工序，浇筑砼时应确保砼配合比的准确，一次浇筑砼的纵向长度不宜太长，尽量使腹板、地板砼一次浇筑完成。尤其注意当天气温较高时，浇筑的时间应选在傍晚之后。
②选择合适的砼浇筑时间，在浇筑箱梁面层时，干旱地区的干热风会使砼收浆压光尚未完成就产生裂纹。由于现浇连续箱梁每次浇筑的砼量较大，往往要连续施工l-2天，所以浇筑砼应对大风降温天气给以足够的重视，要尽量避开干热风、暴雨、大雪等极端不利天气。除此之外，气温瞬间骤降会使砼表面与内部产生过大的温差从而使表面产生裂缝，因此应做好保温措施。
③注重砼的养护，现浇连续箱梁施工中，多采用覆盖草袋或浇水湿润养生。对墩顶处加强复振，砼二次收面后及时覆盖塑料薄膜，当砼硬化至可以上人时改用土工布覆盖，然后洒水养护，养护期间在横坡最低处砌筑挡水埂，从而确保饱水养护。砼的养生主要是保持适当的湿度和温度条件。
(3)温度控制
对箱梁顶底板、腹板内外侧进行温度监控，采集现场数据并进行分析，对主桥箱梁悬臂施工监控提供更精确的模板标高数据，尽量避免温度变化对其造成的非线性影响。
4实例分析
4.1工程概况
江苏某大桥主桥为28m+36m+2×60m+36m+28m砼变截面悬浇连续刚构，总长794.04m。截面为双幅式单箱单室箱梁。北岸引桥为5×28m预应力现浇连续箱梁，南岸引桥为21跨20m预应力现浇连续箱梁，底板厚度、箱梁高度均呈现二次抛物线变化，跨中梁高为2.0m，箱梁根部梁高为3.7m;底板宽度，单箱为5.75m，厚度为0.45-0.25m;腹板厚度，主跨为0.7m，跨中合龙段及25m边跨现浇段为0.5m;箱梁顶板全宽21.5m，厚度为0.25m，设有1.8%的双向横坡。
4.2裂缝监测
对该桥在施工的8#、9#桥墩右幅箱梁腹板进行裂缝检测，其中：8#桥墩右幅箱梁共检测出10条裂缝，包括上游内侧面裂缝4条、下游外侧面裂缝2条、下游内侧面裂缝4条;9#桥墩右幅箱梁检测出8条裂缝，包括上游内侧面裂缝3条、下游外侧面裂缝2条、下游内侧面裂缝3条。
4.3裂缝控制措施
(1)水泥质量控制。水泥采用P.0.52.5水化热较低的普通硅酸盐水泥，单独标号，批量生产，保证水泥质量稳定。
(2)配合比设计。配合比设计遵循砂率为39%.，水灰比取0.389低水灰比、高骨灰比、低砂率的原则进行。
(3)边跨现浇段支架施工。支架拆除前横、竖向预应力筋张拉完毕后进行浇筑，克服支座附近剪力过大出现斜裂缝。准确进行工况模拟预压，支架平台能够自由伸缩，支架基础进行严格的计算。
(4)悬臂浇筑段施工。预应力管道的埋设和预应力束张拉，以免由此产生的附加应力引发裂缝。施工前进行了准确的计算和模拟工况预压，砼由外向内对称浇筑。在混凝土强度达75%后将接头凿毛。
(5)合拢段施工。合拢段锁口混凝土浇筑在l5。C时进行。合拢前后严格控制纵向预应力筋和合拢束的施工顺序，准确计算合拢配重，分批张拉预应力束，避免墩顶出现过大水平分力。
5结语
砼连续箱梁产生裂缝是一个复杂的问题，目前仍有许多引起砼连续箱梁开裂的原因还不明确。因此，当施工过程中发生裂缝后，应当及时分析发生的原因，采取适当的措施控制裂缝的进一步发展，使其不至于对结构产生过大的危害，从而保证桥梁的按时竣工和正常使用。笔者将上述砼连续箱梁产生裂缝的控制措施，应用于江苏某桥梁砼连续箱梁施工中取得了良好的效果。
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