高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)

高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)

安徽省蕪湖市241000Summary：近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鐵路工程也蓬勃發(fā)展起來。高速鐵路在建設(shè)中通常為嚴格控制地基沉降、少占用農(nóng)田、保護環(huán)境、跨越大江大河等障礙，在橋梁和路基工程技術(shù)比較之后，認為鐵路橋梁是保證高速鐵路平穩(wěn)可靠運行的最有效的結(jié)構(gòu)形式。在鐵路橋梁工程中，根據(jù)高速鐵路工期和技術(shù)要求，預(yù)制箱梁無疑是橋梁建設(shè)中的重要工作，預(yù)制箱梁質(zhì)量直接關(guān)系到整個高鐵的建設(shè)質(zhì)量，因此對箱梁預(yù)制過程中的質(zhì)量管理和缺陷預(yù)防顯得尤為重要。Keys：高速鐵路；箱梁預(yù)制；施工裂縫；防控技術(shù)引言交通道路建設(shè)是我國整體經(jīng)濟建設(shè)工程中的重要保障,為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供重要了強有力的支持。隨著我國交通工程建設(shè)的不斷發(fā)展和進步,橋梁的整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)建形式及其主要功能越來越復(fù)雜,經(jīng)過長期使用,橋梁結(jié)構(gòu)便出現(xiàn)了很多問題，其中預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁裂縫是威脅橋梁道路安全的重要因素。對于如何提高橋梁道路建設(shè)的安全性，如何對橋梁結(jié)構(gòu)的進行更好的維護和保養(yǎng)，對整體橋梁工程建設(shè)具有十分重要作用，這也是本文主要論述的重點。1高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫原因裂縫大致可分為兩大類:荷載作用下的裂縫和非荷載作用下的裂縫。裂縫均在拆模之后出現(xiàn)，在此期間結(jié)構(gòu)無任何受力，因此可以判斷這些裂縫為非結(jié)構(gòu)裂縫，從而排除是由于結(jié)構(gòu)受力而產(chǎn)生的裂縫,這個階段可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的因素有：設(shè)計、基座沉降變形、溫度、混凝土、施工方法、環(huán)境等。當這些因素導(dǎo)致的變形受到外界約束或不協(xié)調(diào)變形時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過抗拉強度后便會產(chǎn)生裂縫。具體針對本橋，從開始澆筑到產(chǎn)生裂縫，由于許多因素是交織在一起的,很難明確區(qū)分某條裂縫具體是由哪種因素引起的，在先后通過基座澆筑前和澆筑后的測量結(jié)果排除了基座沉降變形，同一個項目其他橋梁所用已施工相同箱梁通用圖排除了設(shè)計原因。對施工現(xiàn)場的混凝土質(zhì)量、所用的施工工藝、同樣的預(yù)制場地的分析后，排除了這幾種情況造成裂縫的可能，最終確定是由于溫差過大導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。經(jīng)了解現(xiàn)場施工過程，高度懷疑是混凝土澆筑完成后，箱梁拆模前后現(xiàn)場用現(xiàn)抽的井水直接進行養(yǎng)生。經(jīng)現(xiàn)場測溫，用井水直接養(yǎng)生的溫度在5℃-8℃之間，而澆筑后混凝土水化熱溫度達到20℃-65℃?；炷帘砻鏈囟认陆岛芸?，溫度的下降造成混凝土表面收縮。對腹板、底板而言，由于其表面與外界接觸面積大，同時腹板、底板的厚度相對來說比較小，表面與外界接觸，濕度大，當溫度下降時，腹板、底板變形收縮小，底面與預(yù)制臺座接觸，底面受到預(yù)制臺座的彈性約束，表面混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力過大，因此產(chǎn)生裂縫。2高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)2.1優(yōu)化施工材料預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的裂縫產(chǎn)生，很多程度上是由混凝土的性能決定的?；炷临|(zhì)量受到骨料、水泥和外加劑等原材料的影響。而這些材料又會受到原材料產(chǎn)地的影響。不同地區(qū)由于環(huán)境不同，材料的性能和酸堿會出現(xiàn)差異。混凝土在拌和過程中由于材料堿活性的高低不同，會對箱梁的鋼筋骨架造成一定的腐蝕，鋼筋的損傷會減弱箱梁的整體的承載能力，箱梁慢慢發(fā)生變形，當達到一定程度時裂縫就會出現(xiàn)。所以，選擇原材料時，一定嚴格控制其成分，減量選用堿活性較小的材料。不僅如此，材料的集配也會對混凝土的品質(zhì)造成影響，例如：粗骨料的針片狀含量和細骨料的品質(zhì)。在高品質(zhì)混凝土生產(chǎn)中，不可使用天然砂,由于天然砂的質(zhì)量無法把控，所以必須采用符合要求的機制砂。通過合理的級配保證混凝土的質(zhì)量，減少箱梁裂縫的產(chǎn)生。除此之外，混凝土的外加劑會對混凝土的性能造成改變，所以合理的使用外加劑能夠優(yōu)化混凝土的性能，從而減少裂縫出現(xiàn)的幾率。2.2嚴格管控澆筑前施工過程預(yù)防箱梁裂縫的產(chǎn)生不僅需要控制材料，同時要對混凝土澆筑前的施工過程嚴格管控。在現(xiàn)澆箱梁中，首先就是支架和模板的安裝。箱梁的施工要在支架上進行，所以其穩(wěn)定性決定了施工過程的安全和箱梁的最終的質(zhì)量。在支架安裝前，要對地基進行處理，消除沉降和彈性形變，同時模板支架的剛度必須滿足施工需要，對支架體系和地基的承載能力進行驗算和預(yù)壓。在預(yù)制箱梁中，箱梁預(yù)制場的標準化建設(shè)尤為重要，要保證預(yù)制場地基承載力符合要求，防止在預(yù)制過程中出現(xiàn)地面不均勻沉降。箱梁臺座強度和剛度滿足箱梁制作需求。在綁筋中，箱梁的鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力筋的安裝也會對裂縫的出現(xiàn)產(chǎn)生影響。如果鋼筋綁扎位置偏移，會出現(xiàn)保護層不足，鋼筋或者鋼筋綁扎線外露的情況，鋼筋暴露受到腐蝕之后就會對承載成立造成影響，從而發(fā)生裂縫。所以在鋼筋的綁扎過程中，要嚴格控制鋼筋綁扎的精度和綁線接頭的處理。在安裝預(yù)應(yīng)力筋時，要保證預(yù)應(yīng)力筋位置準確且預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)無異常，避免在后期施加預(yù)應(yīng)力時造成對梁體的破壞。2.3對于溫度的控制措施對于溫度影響的嚴格把控是，是應(yīng)對預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁裂縫的有效辦法之一。主要辦法有：可以降低水泥的總用量,以便于減少水化熱導(dǎo)致的溫度上升。并且對于施工或是施工之后的橋梁，要做好維護和養(yǎng)護工作。特別是對于保溫的控制工作。在冬季或是天氣比較還冷的地區(qū)施工時，要主要保持保溫不能下降的太嚴重，所以要進行嚴密的覆蓋。當遇到大風(fēng)天氣降溫時，要對新拆模的混凝土進行保護，比如說推遲拆模的日期。這主要是混凝土結(jié)構(gòu)一般都裸露在戶外的環(huán)境當中，一旦遭遇強降溫,會導(dǎo)其表面的水分迅速被風(fēng)揮發(fā)掉,造成干縮效應(yīng),加劇了混凝土的收縮。2.4做好預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置安裝和張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的重要構(gòu)件，在進行預(yù)應(yīng)力管道的設(shè)置時，要嚴格控制其曲率半徑的設(shè)計值，根據(jù)設(shè)計和計算要求控制預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎曲曲率及線形。另外，在一定位置要適當增加底板的厚度或者加大其截面尺寸，進而有效預(yù)防結(jié)構(gòu)縱向裂縫的產(chǎn)生。預(yù)應(yīng)力的張拉也是一項十分重要的工程，在張拉過程中，要嚴格遵循張拉工藝的要求，保證伸長率滿足結(jié)構(gòu)的實際要求，不可過度張拉。當同一截面預(yù)應(yīng)力管道過多時，要分批次進行張拉，張拉完成并檢查合格后要及時對管道進行注漿處理，切記不要過早注漿，否則會嚴重影響鋼筋的彈性模量，進而導(dǎo)致后期結(jié)構(gòu)的變形及混凝土的開裂。2.5做好混凝土的拌和及養(yǎng)護混凝土材料的質(zhì)量是結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的根本，因此，在混凝土的拌和階段就要嚴格控制其材料的比例和質(zhì)量。在初期材料的選購上，要保證其符合國家規(guī)定的質(zhì)量要求，在拌和時，嚴格根據(jù)要求控制混合材料的比例，在攪拌時，對于攪拌的力度和速度也要滿足要求，進而從根本上保證混凝土的質(zhì)量?；炷翝仓笠龊帽匾酿B(yǎng)護，根據(jù)相關(guān)的養(yǎng)護規(guī)范及現(xiàn)場環(huán)境和氣候的影響等因素，選擇合理的養(yǎng)護方案，并保證其達到一定的養(yǎng)護期，在達到強度要求后再進行使用，進而確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。結(jié)語通過施工過程的嚴格控制，最大限度地避免混凝土開裂，對已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的梁，特別是貫穿裂縫，采用化學(xué)材料灌漿進行修補，經(jīng)處理后預(yù)制箱梁的單片粱承載能力達到了設(shè)計"正常使用狀態(tài)"的荷載標準要求。本工程后續(xù)箱梁在施工中落實了各項施工預(yù)防措施，有效地防范了預(yù)制箱梁混凝土開裂和后期處理工作量，獲得了較明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。Ref