連續(xù)現(xiàn)澆箱梁裂縫問題

連續(xù)現(xiàn)澆箱梁裂縫問題探討0引言隨著交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展,連續(xù)箱梁橋由于其橋面行車舒適、受力合理、用材節(jié)約、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小及抗震能力強等優(yōu)點，在高速公路和城市道路高架橋建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于各種原因,部分橋梁剛施工完畢或投入運營不久就出現(xiàn)較多裂縫,從而成為一個較為突出的問題。本文就京滬高速（天津段）一期工程中當城互通立交橋中的箱梁從設(shè)計到施工中的裂縫問題進行了總結(jié)，僅供工程技術(shù)人員參考補充。常見的裂縫主要分為兩種,具體表現(xiàn)為:1.構(gòu)造裂縫:溫度收縮裂縫、鋼筋保護層過小或過厚產(chǎn)生的裂縫等。2.受力裂縫:縱向彎曲裂縫、彎曲剪應(yīng)力裂縫、力筋未能覆蓋而截面又未經(jīng)驗核處的裂縫、支承處箱梁橫隔板和腹板中的裂縫、錨下裂縫、橋面鋪裝層裂縫、翼懸板貫通裂縫及底板裂縫等。連續(xù)箱梁裂縫產(chǎn)生的原因設(shè)計因素計算模式的采用箱梁的受力狀況遠遠不像T梁那么簡單。箱梁中肋板是主要受力構(gòu)件,雖然與箱梁頂板、底板鋼筋連成整體,但其受力情況存在以下幾方面不同:(1)T型梁承受荷載時,梁格、主梁共同受力,實際受力情況與假設(shè)相近。箱梁承受荷載時,肋與肋之間因箱梁頂?shù)装宓淖饔?力的傳遞變化很大,頂板、底板以及肋板承受的荷載不僅有彎矩、剪力,而且還有扭矩。(2)T型梁結(jié)構(gòu)簡單,每一單梁均設(shè)一支座,橫向荷載影響小。而連續(xù)箱梁前后跨的荷載對箱梁頂板、底板及肋板的受力狀態(tài)既有縱向影響又有橫向影響。在對稱縱向彎曲荷載作用下,如果箱梁翼板具有初等彎曲理論所假定的無限抗剪剛度(即平截面假定)的話,則翼板中所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力沿板寬將是均勻的。然而在大多數(shù)情況下,特別是對于翼板較寬的箱梁來說,由于翼板中的剪切變形導(dǎo)致縱向應(yīng)力沿板寬方向是不均勻分布的,其間存在著傳力的滯后現(xiàn)象,它與初等梁理論所表現(xiàn)的應(yīng)力之間的差異,稱為剪力滯效應(yīng)。也就是說,在彎曲荷載作用下,腹板附近翼板中的實際應(yīng)力比初等梁理論應(yīng)力大。一般而言,由剪力滯效應(yīng)產(chǎn)生箱梁翼板橫向裂縫,大部分裂縫均在離支點1/3跨徑范圍內(nèi)出現(xiàn),越靠近支點的截面越嚴重,裂縫出現(xiàn)均從翼板下緣開始。隨著交通量的迅速增加,箱梁的寬度越來越寬,寬跨比有的接近1,特別是互通立交區(qū)的橋梁有的大于1,此時箱梁的受力分析,如果再按桿件結(jié)構(gòu)來假設(shè),計算結(jié)果與實際受力狀態(tài)將相差甚遠。在當城互通立交中存在著這種情況,匝道并入主線出現(xiàn)寬跨比大于1的情況.設(shè)計的理想化設(shè)計者只考慮理論計算可以通過,而未考慮結(jié)構(gòu)施工過程中的各種因素。如:立交橋中濕接頭較多,濕接頭部分的鋼筋恢復(fù)困難,再加上后澆注的砼無論在底板還是頂板接合處均存在著不同程度的裂縫,而這種裂縫恰在箱梁最薄弱的地方.箱梁鋼筋間距較小,施工時混凝土骨料無法通過,導(dǎo)致混凝土強度根本達不到設(shè)計要求。還有箱梁的骨架鋼筋過多,一個肋內(nèi)有4排以上的骨架鋼筋,而且每排骨架鋼筋疊加4根以上的鋼筋,在部分肋寬變化的情況下,這類骨架鋼筋的制作、安裝根本達不到設(shè)計要求,這些骨架鋼筋很難均勻受力;預(yù)應(yīng)力管道和鋼筋發(fā)生沖突的地方鋼筋被剪切，一定程度上降低了肋板的強度,有些設(shè)計根本沒有考慮管道和鋼筋位置上的處理,導(dǎo)致錨板很難安裝,施工的過程經(jīng)常采取切割主筋移動抗剪筋位置,導(dǎo)致剪力筋不在同一截面上.另外密集鋼筋中的混凝土難以振實,往往形成砂漿層,箱梁混凝土強度不均勻,對鋼筋與混凝土的粘結(jié)力影響很大,使箱梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力降低;這些均會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。1.2施工因素1.2.1對設(shè)計圖紙的理解施工人員對結(jié)構(gòu)受力理解不夠,對設(shè)計圖紙中的受力鋼筋、重要構(gòu)造鋼筋等不重視,施工中不按照設(shè)計圖紙放置,鋼筋起不到應(yīng)有的效果;當鋼筋和鋼絞線沖突時,不按規(guī)定調(diào)整鋼筋位置,卻自行調(diào)整鋼絞線位置;對鋼絞線張拉順序不注意,按施工方便張拉鋼絞線等,強度不到為了搶工期開始張拉，都會產(chǎn)生裂縫對箱梁結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生很大影響。1.2.2對施工工序的控制施工人員對每道工序控制不嚴格,累計到成橋時往往會對連續(xù)箱梁產(chǎn)生很大后果,主要表現(xiàn)在:(1)忽視連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束的定位鋼筋、防繃鋼筋的重要性,誤認為是構(gòu)造筋,隨意性較大,導(dǎo)致鋼束張拉時變位較大,嚴重影響了箱梁的質(zhì)量,甚至引發(fā)重大質(zhì)量事故。(2)連續(xù)箱梁拆除支架順序不合理,產(chǎn)生過大的瞬時荷載,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。(3)連續(xù)箱梁現(xiàn)澆支架地基強度不夠、預(yù)壓重量不夠及支架本身強度差等引起支架下沉,也常使箱梁產(chǎn)生先天性裂縫。(4)施工管理不當,對混凝土配合比沒掌握好,對建筑材料質(zhì)量把關(guān)不嚴,也會促使箱梁的整體強度染下降擇。廟(5路)拜施工順序業(yè)銜接不估當殃,濾施工過程媽中養(yǎng)護用鉗水進入箱胖內(nèi)湖,烤拆架前又償未將箱內(nèi)竄積水全部喚排喇除勉,丟通氣孔未泊打此開展,歡在積水對曉箱梁產(chǎn)生眨額外荷載優(yōu)和溫度力油共同作用鏈下踢,輝連續(xù)箱梁錦在一些難虹以想象的猜部位產(chǎn)生廳裂縫或?qū)Ф柚落佈b層嗽破壞倒。賠(6徹)打?qū)Τ善返臍w養(yǎng)護不到囑位走,滿例如夏季仍溫度高養(yǎng)鄰護灑水不料及時覆蓋躁不及拘時離,石大方量橋午頂板澆注覺過程中被虎雨淋水泥絡(luò)漿沖行走揀,段均會導(dǎo)致證裂縫的產(chǎn)賣生橋梁強勢度的降低襖。序1.竹3幻結(jié)構(gòu)變形射因素好眾所周像知您,筑溫度變化法、混凝土垮的收縮及交不均勻沉愛降等因素勒會使結(jié)構(gòu)罪產(chǎn)生變乎形彩,傳若這種變違形因約束武的不足楚時哈,者就會產(chǎn)生妻應(yīng)晶力號,涌當應(yīng)力超截過一定程巧度時就會水產(chǎn)生裂縫件。橋面板過集中吸收擁陽光的輻磁射彎,具與溫度較白低的底板棚形成溫度圓梯度。一礦般情況鍋下銜,懶上下翼緣叮的等效溫嶼差可述達戶1礎(chǔ)0迎～潮1煎5征℃式。對等高申等慣矩箱尸梁巾,逮溫度梯度嘉對下底板剝產(chǎn)生的拉集應(yīng)力竊為梅σ擋=Ec×晶a鐘×配γ跡×推Δθ文其食中疼,E古c蝴為混凝土鍋徐變彈性設(shè)模獅量摔;旗a瓜為熱膨脹胖系割數(shù)飲;貍γ匯為箱梁重畏心在截面或的位置系盈數(shù)脊;砌Δ層θ秘表示溫度幅梯度。溫襪度梯度的算影舒響然,綿一般通過撲假定溫度府梯度在整蓬個橋梁上奉部結(jié)構(gòu)縱拳向長度上座恒定不變準而計算浩的敢,哀但這與實講際情況存感在差異。漫對目前普投遍采用的賀大跨度、趁變高度箱翼梁愿,前隨著梁高撇變化幅度輸?shù)脑龃蠹跋嘞淞洪L度元和支撐處歐約束的增殼加謀,勒溫度梯度光應(yīng)力會有究較大的增然長。有關(guān)映分析表籍明孔,甚溫度應(yīng)力百的數(shù)值可適能大于活蓄載應(yīng)俗力頸,幅這一點已突經(jīng)越來越嘴引起工程腐設(shè)計人員羅的重視。粱此蓄外搶,贏混凝土的隆收縮、不甩均勻沉降牲等因素也鄭是使連續(xù)街箱梁產(chǎn)生籌裂縫的重壞要原因。兔2爹連續(xù)箱梁貼裂縫產(chǎn)生碧機理的探議討懸連續(xù)箱梁叼腹板裂縫禮的產(chǎn)生那設(shè)計時大面多能很好絞地控制預(yù)信應(yīng)力連續(xù)刑箱梁縱向陷正應(yīng)力及渴主拉應(yīng)喝力猜,五但往往忽蘿視抗剪極荒限強度驗攜算及抗剪醫(yī)截面尺寸行驗偶算寧,忌用主拉應(yīng)蘿力的驗算鬼代替抗剪仗驗算。根殖據(jù)我國規(guī)葵范旨,艘箱梁腹板內(nèi)尺寸不是鐮由主拉應(yīng)警力控樸制羊,強而是由抗趕剪極限承祝載力控制耀。正常使叫用極限狀銅態(tài)在主拉術(shù)應(yīng)力滿足臉規(guī)范要求味的情況足下禮,伙抗剪截面致尺寸不一遵定滿足規(guī)之范要逢求別,朱跨要徑塔2鑄0銷～呢60丈m退的等截面冷連續(xù)箱梁冰中特別突餓出芳,映容易出現(xiàn)需腹板過薄譜或抗剪不德夠而出現(xiàn)拉斜裂縫的攀現(xiàn)象。柏斜裂縫的險產(chǎn)生稻錨固區(qū)裂輩縫的產(chǎn)生肚一般跨徑軌較大的預(yù)唯應(yīng)力連續(xù)浪箱梁因預(yù)給應(yīng)力工作渾面小而需壞設(shè)置大量輸?shù)凝X桿板紅,即特別窩是驅(qū)4縱0行～邁60截m幟等截箱梁波中尤為突歐出酷,技因為逐孔蛾現(xiàn)澆連續(xù)撲梁幼中嚴,脖一般中支嗽點附近一愉定范圍內(nèi)編下緣壓應(yīng)棍力儲備較疲小或是拉占應(yīng)力聾區(qū)申,哪在與錨后雨局部拉應(yīng)濾力的組合爪下渾(較齒板前面規(guī)的板處于特受壓狀砌態(tài)榜,坦但齒板后優(yōu)面為受拉披狀胡態(tài)懲)嗓,令容易引起貞底板開裂嫂并向腹板祖開展。若些錨塊背面射鄰近梁段文接怒縫峰,布裂縫又能鋤斜穿接池縫窩,課通常裂縫貢沿腹板向件上延伸至輕翼緣底下病某點為止倍。駁預(yù)應(yīng)力通侵過區(qū)裂縫搜的產(chǎn)生機疏理赤當鋼束在陪平面或縱幸面上曲線查布置粥時種,率具有橫向你或縱向曲泥率的縱向舒預(yù)應(yīng)力筋廣束在張拉沸過程中會豬產(chǎn)生對腹華板或底板濟混凝土的藥徑向壓儉力循,勝要求腹板誰或底板混錯凝土來抵沸抗。當鋼篇束曲率的是作用力與焰箱梁恒載傾應(yīng)力相疊甚加離,欣相應(yīng)的彎唱曲應(yīng)力可戀能比單獨伏的恒載產(chǎn)錦生的應(yīng)力方大靜3哲～丙4察倍蓋,昌同時可能研還存在鋼課束線形的字偏位而使唯受力更加潛不倒利荷,或嚴重時集束中力可導(dǎo)狐致腹板混插凝土局部攏剝落或崩羽裂螺,堵在我省某場條高速公串路一個大凈橋主跨合盲攏時就發(fā)校生過底板編混凝土崩她脫膀,晃因此必須濁進行徑向燃防崩箍筋友的設(shè)計。予3堆．減少與僅防止連續(xù)寧箱梁裂縫爹的措施字一般認為竭寬度小械于慈0.1騎5齡～煤0.2m餓m陸(覽規(guī)范容許衰的鋼筋混唱凝土構(gòu)已件鼻)羞、無發(fā)展慧的、無水星流動的裂貍縫是可以龍愈合的。哀造成連續(xù)徐箱梁開裂趁的原因有免很慢多趙,封一般引起成裂縫的機面理歸結(jié)為絞單一原因針的情況是那極少沈的蟲,側(cè)上述每一援種原因當影單獨考慮溪時只產(chǎn)生對較小的、即在允許限筐度內(nèi)的應(yīng)蟲力或超應(yīng)嘗力。然勢而淡,氣如果幾種債應(yīng)力疊加政就可能超酷過構(gòu)件的嫂承載能掌力逼,敬導(dǎo)致裂縫婆的出便現(xiàn)惑,箭設(shè)計和施腥工中應(yīng)當頓特別注意亡。柱設(shè)計中要叔注意的問澤題桿截面尺寸測的合理確橋定銅等厚度腹盆板的連續(xù)沒箱梁滿足框主拉應(yīng)力存和斜截面君抗剪強度劣的要紅求猜,臺而忽視抗濫剪截面尺奮寸驗算。桶設(shè)計勿時呈,爽盡量通過俯配置腹筋執(zhí)來提高梁厚的抗剪能衰力。但實凝際軌上摸,胸抗剪鋼筋幸的配筋率急達到一定牌的程度局后桂,蓄再增加鋼銷筋慕,火梁的抗剪態(tài)能力不會徐繼續(xù)增望加秀,叢破壞時箍有筋的應(yīng)力妥也達不到惠屈服強度淡。梁的破顫壞一般是洲截面尺寸染較小或混廣凝土強度吊較伶低梨,蜜在外剪力分作用透下后,壞斜裂縫很恐寬或是由板于外壓應(yīng)呀力的影語響預(yù),余使斜裂縫頑一側(cè)局部膊受斜面壓橫力盒,浩產(chǎn)生類似春短柱的破昂壞即斜壓謙破壞。若縱不能滿足影這個條唐件祥,旋應(yīng)加大截脂面尺寸或隙提高混凝賀土標星號處,名而不能用才增加鋼筋朝來提高梁乳的抗剪。休錨固截面杠的處理告同一斷面辨上截斷的訂預(yù)應(yīng)力鋼扛束不宜太麗多甚,桂以免錨固死的預(yù)應(yīng)力及鋼束噸位貓?zhí)嵈蠡?種錨固斷面蹦底板應(yīng)有珍一定的壓鄙應(yīng)力儲織備蹲,悔最好避免刊在拉應(yīng)力罷區(qū)中錨固羨預(yù)應(yīng)力鋼或束紹;奉錨固斷面擾最好能跨貴過箱梁斷梁面接縫陜處奮(刺施工淹縫彼)跡;伍根據(jù)錨固往噸位大協(xié)小著,之布置足夠蛇的縱向分煩布鋼筋通哲過錨固斷便面怠,顯一般認為勺錨具后面鋪的牽制拉豈力可按錨趁固力的一搞半估推算殿;接頂?shù)装邋^餓固之間水拾平方向距治離應(yīng)在有固較多重疊污的基礎(chǔ)上智錯開距離吧。嫩防崩的處釘理和鋼筋算設(shè)置格盡量加厚額箱梁底板被厚度。有抓的觀點認升為不小梳于逐3D,陶D叉為通過底艱板的最大述波紋管外艷徑。似鋼束平面嫩布置時盡估可能地靠秀腹板布置馬。欠利合理布置扎束型蒜設(shè)計家時追,值連續(xù)梁的瓶預(yù)應(yīng)力鋼擺束的配置貞與橋梁的大結(jié)構(gòu)體系霉、受力情勁況、構(gòu)造籍型滾式以及施丘工方法等牛有著密切遇的關(guān)系?；币话銓Σ徽弁鐝降姆帕簶蚪Y(jié)嚷構(gòu)會,廁要選用預(yù)怨加力大小古恰當?shù)念A(yù)姑應(yīng)力束滔筋擔,房以達到合擋理的布置叢型艱式笛,智盡量避免繼預(yù)應(yīng)力束哲筋呼“往大而稀或訪小而贈密犬”血,沈?qū)е率芰γ┎痪鶆虻脑烨闆r發(fā)生漿。去應(yīng)當盡量屋避免使用皆反向曲率翁的連續(xù)饒束至,私因為這樣巖會引起很粉大的摩阻寺?lián)p若失寇,屈降低預(yù)應(yīng)浸力束筋的照效益。特序別注意豎東彎段上、候下層鋼束袍不要沖資突蠢,呆還應(yīng)滿足鵝孔道凈距眠的要求。脂鋼束應(yīng)盡協(xié)量靠近腹絞板布撕置呆,旋這樣可使趙預(yù)應(yīng)力以偉較短的傳慎力路線分富布在全截旨面箭上饒,厲有利于降召低預(yù)應(yīng)力鍛傳遞過程艘中局部應(yīng)蝕力的影圓響洽,歸能減小鋼危束的平彎墓長衛(wèi)度探,豐減小橫向義內(nèi)搖力獸,爺充分利用葛梗腋布呈束貿(mào),澡有利于截輔面的輕型爹化。在中打小跨徑連坊續(xù)梁跪中別,潤因充分利注用底鍬板間,陶有條件時絕盡量配置局底板通常代束畏;沿邊跨受條程件限制與惹中跨相比貼較小拆時惡,苦為解決梁隆端應(yīng)力集翁中、恒載全平衡的問吉題糠,犯小邊跨梁珠端一定范童圍內(nèi)可現(xiàn)圾澆為實疏體姜;筋當負彎矩華較大翅時莖,欺可配置一宋定量的頂仔板束。壯連續(xù)箱梁伸不宜采用壓較長的連于續(xù)通長值束隸,掘可采用兩錘根交叉束仔布置或改者用聯(lián)結(jié)器然接長、分剛成多次張定拉亭,四但應(yīng)注意杏聯(lián)結(jié)器不躁宜集中在香某一個斷估面拘上餅,呢以避免截鴿面的削弱蟻過于集穿中脫,故并獸且欺,系根據(jù)需要性設(shè)置一定校量的非預(yù)返應(yīng)力鋼筋漆。壽3.1.甲5憑合理布勸置鋼筋仔由于箱梁頸的頂?shù)装逶信c肋是共親同受力陡的厘,更受力主筋貍不宜過分豐集中在梁錦肋遮內(nèi)隔,灶設(shè)計時主廟筋的布置魂最好根據(jù)遠連續(xù)箱梁梳的肋、板羽剛度比與有其剛度變很化情況來蛙考慮。翼經(jīng)板上有剛癢性混凝土睜防撞護欄戴的連續(xù)箱飼梁支座附鳥近的懸臂饅板出現(xiàn)裂待縫的現(xiàn)象袍相當普遍校。這說明傘翼板上剛旦性混凝土乘防撞護欄笑與箱梁一發(fā)起受拖力但,覺并引起結(jié)艦構(gòu)受力狀遇態(tài)發(fā)生變煎化刮,桌因此翼板舉上宜增設(shè)謊縱向受力岡鋼筋。多鍋個項目的穩(wěn)實踐證蹄明譜,您在支座附青近翼板上霉增加縱向脫受力鋼筋陽后汽,慶翼板上基聰本不再出榮現(xiàn)裂縫。州選擇連續(xù)面箱梁的截轟面形式憲時尼,比應(yīng)注意翼火板的懸臂痰長度不宜并過大。旨3.1.蜓6兩加大連續(xù)胖箱梁橫向盆剛度顫連續(xù)梁橋省的橫向剛飯度也應(yīng)當頁充分重早視歇,臺僅在寬度晉較小的尺雜寸范圍內(nèi)塘配置多層勒普通鋼摘筋驕,祥根本無法帶使鋼筋充旨分發(fā)揮作急用牲,靈應(yīng)加大橫藍梁尺寸或的將橫梁設(shè)后計成預(yù)應(yīng)棕力結(jié)構(gòu)。插施工中要涼注意的問距題槐改善材料渡性能雨施工