現(xiàn)澆連續(xù)箱梁腹板裂縫成因淺析和處

1、現(xiàn)澆連續(xù)箱梁裂縫成因淺析和處理建議佛山項目（杜骉 趙文煜 賀雷寧）內(nèi)容提要：本文對佛山“一環(huán)”廣三互通立交橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行了淺析并根據(jù)現(xiàn)場提出了處理建議。關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆 箱梁 裂縫 分析 處理一、工程概況 佛山“一環(huán)”廣三互通立交橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，左右幅結(jié)構(gòu)獨(dú)立，各九聯(lián)，其中第二、五、九聯(lián)（共23跨）為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，其余六聯(lián)（左幅26跨、右幅27跨）為普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。普通鋼筋混凝土箱梁均為20米跨的連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，跨徑組合有兩跨一聯(lián)、三跨一聯(lián)、四跨一聯(lián)、五跨一聯(lián)和六跨一聯(lián)六種情況。直線段箱梁為單箱四室結(jié)構(gòu)，梁高為1.4米，箱梁頂板寬20米，

2、底板寬16米，箱梁翼緣板寬2米；墩頂部位腹板厚50cm，跨中部位腹板厚30cm；箱梁頂板、底板厚度均為20cm。二、箱梁施工情況 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用搭設(shè)滿堂支架澆筑施工，在搭設(shè)支架前均對地基進(jìn)行平整壓實，并鋪筑15cm厚6%的水泥石粉或鋪8cm厚的C15混凝土，然后墊方木、搭門式支架、并對每跨支架進(jìn)行了預(yù)壓?，F(xiàn)澆梁體分兩次澆筑完成，第一次澆筑1聯(lián)箱梁的底板、腹板，第二次澆筑箱梁的頂板。三、裂縫分布情況在箱梁頂板內(nèi)模拆除后，底板支架拆除前，到箱梁室內(nèi)用強(qiáng)力探照燈觀察裂縫情況，發(fā)現(xiàn)第二次澆筑的箱梁頂板底面存在細(xì)小橫向收縮裂縫，在箱梁腹板上未發(fā)現(xiàn)裂縫。箱梁裂縫是在橋檢時發(fā)現(xiàn)的，裂縫主要分布在普通鋼筋混

3、凝土箱梁受正彎矩作用的梁段的外腹及底板外邊緣部位，且在跨中部位呈較密較長較寬的特點(diǎn)分布。具體如下：1、腹板裂縫腹板裂縫呈豎直分布，主要分布在正彎矩受力部位，最靠邊墩的裂縫距邊墩的距離為223cm396cm，最靠中間墩的裂縫距中間墩的距離為259cm654cm。跨中部位裂縫最密間距為10cm，最寬最長的裂縫基本上出現(xiàn)在跨中或附近部位，裂縫最大寬度為0.40mm，最長的腹板裂縫延伸至腹板上承托位置，并向底板延伸，腹板最長裂縫為100cm；靠近墩頂部位的腹板裂縫呈較疏較小的特點(diǎn)，裂縫間距在73cm260cm之間，裂縫寬度多在0.1mm左右。2、底板裂縫底板裂縫均與箱梁外腹板裂縫連通，均分布在底板外邊

4、緣位置，最長裂縫為65cm，在單箱多室的箱梁的中間各個腹板部位的底板位置尚未發(fā)現(xiàn)裂縫。四、原因淺析 大部分裂縫上寬下窄，但也有裂縫上窄下寬，且底板裂縫最長達(dá)65cm。如完全是收縮裂縫，則寬度應(yīng)是中間大，兩端小；如完全是受力裂縫，則寬度應(yīng)是上小下大。裂縫分布及寬度變化情況表明裂縫是由多方面原因綜合造成的。1、結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力箱梁混凝土采用先澆筑腹板后澆筑頂板的兩次澆筑工藝。兩次澆筑間隔最短的約10天，最長的約25天，這樣，底腹板和頂板變形不同步，存在結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力。2、溫度應(yīng)力由溫度引起的內(nèi)應(yīng)力及約束應(yīng)力的大小與溫差有關(guān)。主要包括：混凝土芯部與表面溫差、箱內(nèi)外溫差、箱梁表面與環(huán)境溫差、太陽的照射面等；

5、由于溫差作用，混凝土頂部溫度較高、底部溫度較低，頂部混凝土收縮受到下部混凝土的約束產(chǎn)生裂縫；由于泵送混凝土?xí)r，溫度較高，同時內(nèi)部水化熱進(jìn)一步升溫，而外部環(huán)境溫度較低時，形成了較大的內(nèi)外溫差，從而使混凝土表面開裂。這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期，通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生，裂縫多平行于短邊。經(jīng)驗表明：當(dāng)水泥用量在350550 kg/m3，每立方米混凝土將釋放出1750027500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70左右甚至更高；當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到2526時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力。現(xiàn)場普通鋼筋混凝土箱梁C40混凝土配合比為：水泥：碎石：砂：水：減水

6、劑=420：1100：729：161：6.70，每立方混凝土水泥用量為429.5kg）3、收縮變形干縮開裂常發(fā)生在其凝固過程中，并與混凝土的抗拉強(qiáng)度同步增長，其最顯著特征是與荷載無關(guān)，常在無外荷載作用下出現(xiàn)開裂，并且裂縫比較穩(wěn)定。箱梁的體積與表面積比值小，混凝土收縮大，易產(chǎn)生裂縫。箱梁混凝土澆筑均采用泵送混凝土，由于泵送混凝土施工工藝要求坍落度大，混凝土用水量和水泥用量較大，混凝土中的水泥水化物因部分失水而干縮，導(dǎo)致水泥混凝土表面的干縮裂縫。4、施工管理不善產(chǎn)生裂縫拌制混凝土?xí)r不按配合比計量，任意加水，澆筑的質(zhì)量不均勻，收縮不統(tǒng)一產(chǎn)生裂縫。 混凝土從攪拌到澆筑的時間過長，致使不規(guī)則的

7、裂縫產(chǎn)生。混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土在高溫和大風(fēng)的影響下，常產(chǎn)生早期裂縫，裂縫常發(fā)生在梁的薄弱處（據(jù)有關(guān)資料表明：周圍溫度高于30，水份蒸發(fā)很快，當(dāng)風(fēng)速增至11.1的大風(fēng)時，水份蒸發(fā)速度快7倍）。有的施工處理不當(dāng)，沒有按規(guī)定處理就澆筑新混凝土，造成施工縫處新老結(jié)合處夾渣和裂縫。箱梁混凝土過早受力產(chǎn)生裂縫，由澆筑方法本身不夠嚴(yán)密或者提早拆模或過早落架使梁過早受力，這種情況經(jīng)常發(fā)生。野蠻施工，用重物撞擊等造成裂縫。 5、地基基礎(chǔ)、支架系統(tǒng)變形產(chǎn)生的裂縫由于基礎(chǔ)本身施工時處理不當(dāng)，處理不均勻，致使箱梁澆筑后基礎(chǔ)在外荷載作用下發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致早期或晚期裂縫。由于支撐立桿（或立柱）不均勻分布，各部分剛度分布不

8、一致，使其桿件的彈性變形不均勻，導(dǎo)致早期裂縫。五、處理建議溫度、收縮裂縫從出現(xiàn)到發(fā)展，一般均有一段過程，因此常會在工程竣工交付使用后的一段時間內(nèi)出現(xiàn)。因溫度、收縮引起的裂縫一般不影響結(jié)構(gòu)的正常使用，為了防止空氣中的水分滲入混凝土而使鋼筋銹蝕，一般需對寬度大于 0.2的有害裂縫“對癥下藥”進(jìn)行修補(bǔ)。通過外表和鑿開后觀測，初步判斷為表面裂縫。初步修補(bǔ)方案如下：（1）對寬度小于0.2mm的裂縫，為了防止鋼筋生銹而進(jìn)行的裂縫處理，一般采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面粘合封閉。（2）對于寬度大于0.2mm的裂縫采用樹脂進(jìn)行壓力灌縫處理，其施工流程如5-1圖所示：六、結(jié)束語 佛山“一環(huán)”廣三互通立交橋采用以上兩種方法對箱梁裂縫進(jìn)行了處理，效果比較理想；在以后進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁施工時一定要綜合考慮各種可能影響裂縫產(chǎn)生的因素，減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。1.仔細(xì)測量裂縫寬度、長度和基層狀況，確定施工順序和所使用的材料。2.確定注入口位置，距離約20cm貼上膠帶、預(yù)留。 3.揭去注入口上膠帶，采用封縫膠將底座粘于注入口上。4.封閉裂縫，采用封縫膠沿裂縫涂刮，寬度30mm，厚度1-2mm。5.把裝有A71-1灌漿樹脂的灌漿器旋緊于底座上，進(jìn)行低壓注入。6.注入完畢，可拆除灌漿器，待樹脂固化后敲掉