第一篇：箱梁預(yù)應(yīng)力張拉混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)方案

松花江公路大橋擴(kuò)建工程南岸引橋工程

底板預(yù)應(yīng)力張拉裂縫修補(bǔ)方案

哈爾濱市第二市政工程公司

2011年8月20日

一、簡介

松花江公路大橋南岸引橋工程東引橋底板預(yù)應(yīng)力張拉,在DY0-DY4底板出現(xiàn)張拉應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土裂縫，針對混凝土裂縫我公司制定了相應(yīng)的處理措施。

二、施工工藝： 1．施工工藝流程：

裂縫處理→埋設(shè)灌漿嘴→封閉→密封檢查→配制漿液→ 灌漿→封口結(jié)束→檢查 2．裂縫處理：

用鋼絲等工具清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物，再用毛刷蘸甲苯、酒精或丙酮等有機(jī)溶液，把沿裂縫兩側(cè)20-30mm處擦洗干凈并保持干燥。3．埋設(shè)灌漿嘴：

（1）沿著裂縫的開裂方向每隔150-200mm埋設(shè)灌漿嘴。

（2）埋設(shè)時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥，將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。

4．封閉：

先在裂縫兩側(cè)（寬20-30mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬20-30mm的環(huán)氧樹脂膠泥。抹膠泥時應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠。

5．密封檢查：

裂縫封閉后應(yīng)進(jìn)行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏應(yīng)待封縫膠泥有一定強(qiáng)度時進(jìn)行。6．配制漿液：

漿液配制應(yīng)按照不同漿材的配方及配制方法進(jìn)行。漿液一次配備數(shù)量，需以漿液的凝固時間及進(jìn)漿速度來確定。7．灌漿：

（1）灌漿機(jī)具和器具在灌漿前應(yīng)進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常時方可使用。

（2）根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌漿或分區(qū)群孔灌漿。在一條裂縫上灌漿可由一端至另一端。（3）灌漿時應(yīng)待下一個排氣嘴出漿時立即停止，如此順序進(jìn)行。化學(xué)灌漿的灌漿壓力常用0.2Mpa，壓力逐漸升高，防止驟然加壓。達(dá)到規(guī)定壓力后應(yīng)保持壓力穩(wěn)定，以滿足灌漿要求。

（4）灌漿停止的標(biāo)志為吸漿率小于0.1L/min，再可壓注幾分鐘即可停止灌漿。灌漿結(jié)束后，應(yīng)用丙酮沖洗管道和設(shè)備。

8．封口結(jié)束：

待縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝而不外流時，可拆下灌漿嘴，再用環(huán)氧樹脂膠泥或滲入水泥的灌漿液把灌漿嘴處抹平封口。9．檢查：

灌漿結(jié)束后，應(yīng)檢查補(bǔ)強(qiáng)效果和質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時補(bǔ)救，確保工程質(zhì)量。

三、檢驗(yàn)及驗(yàn)收：

1.施工前應(yīng)按本附錄設(shè)計規(guī)定檢查施工準(zhǔn)備是否符合要求。

2.灌漿及粘結(jié)材料的質(zhì)量均應(yīng)符合本規(guī)范有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.用壓縮空氣或壓力水檢查灌漿是否密實(shí)。

四、安全消防保障措施：

1.進(jìn)入施工現(xiàn)場，必須帶好安全帽； 2.高空作業(yè)系好安全帶，穿防滑鞋； 3.施工用電，必須由專人安裝；

4.嚴(yán)格按本工程操作規(guī)范施工，嚴(yán)禁違章施工； 5.現(xiàn)場設(shè)專職消防人員確保安全； 6.現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙、喝酒、打鬧。

五、工程質(zhì)量保證措施：

1.建立必要的質(zhì)量管理制度，在每一道工序?qū)嵤┣埃?xiàng)目部組織技術(shù)交底，組織施工方案討論。

2.每道工序施工前，由施工員按設(shè)計圖紙、《規(guī)范》、《碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)施工步驟》要求對施工班組進(jìn)行交底，在操作過程進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，在每道工序完成后，進(jìn)行工序檢查、驗(yàn)收。

3.控制過程：圖紙會審→施工組織設(shè)計→開工準(zhǔn)備→技術(shù)交底→測量定位→操作工藝→工序控制→質(zhì)量評定→施工小結(jié)。

4.全面履行工程合同，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，熱情接受建設(shè)單位意見。

5.施工過程中及時對各重要工序進(jìn)行監(jiān)督，及時分析研究，及時確定，使施工的各個環(huán)節(jié)處于有效控制，確保質(zhì)量和安全，使工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良。

黑龍江施耐達(dá)建筑技術(shù)有限公司

2011年10月15日

第二篇：箱梁張拉方案

預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力施工方案

1、施工準(zhǔn)備

1.1、預(yù)應(yīng)力張拉材料的質(zhì)量控制

嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，產(chǎn)品要有出廠合格證，對到場材料進(jìn)行檢驗(yàn)，其強(qiáng)度、剛度、嚴(yán)密性及螺旋壓接縫咬合牢度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方可使用。

對進(jìn)到現(xiàn)場的材料妥善保管，并采取防雨、防潮措施，按施工進(jìn)度計劃進(jìn)料，或在施工現(xiàn)場隨用隨加工制作。有嚴(yán)重銹蝕的不得使用，作報廢處理。

波紋管在運(yùn)、安放過程中，減少或防止外力作用．防止波紋管變形，發(fā)現(xiàn)變截面的波紋管及時更換。加強(qiáng)對波紋管的保護(hù)減少對其損傷。減少電焊作業(yè)。在普通鋼筋骨架成型后再鋪設(shè)波紋管，用振搗棒振搗混凝土?xí)r，要避開波紋管接頭。用大規(guī)格的波紋管作套管，套管長20～30cm．管道接頭在套管內(nèi)要對口、居中．兩端的環(huán)向縫隙用膠帶封閉嚴(yán)密。

1.2、預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的選擇

施加預(yù)應(yīng)力前應(yīng)對張拉設(shè)備進(jìn)行核查。施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備以及儀表應(yīng)由專人使用和管理，并應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂及其配套的油汞、油壓表一起進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)儀器可采用壓力試驗(yàn)機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)測力計或傳感器等。與每臺油泵配套的壓力表備有兩塊，在操作時，一塊作為備用。張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線通過校驗(yàn)得出。張拉機(jī)具設(shè)備與錨具配套使用，并在進(jìn)場時進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。使用期間的校驗(yàn)期限應(yīng)視機(jī)具設(shè)備的情況確定，當(dāng)千斤頂使用超過6個月或200次或在使用過程中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或檢修以后應(yīng)重新校驗(yàn)。彈簧測力計的校驗(yàn)期限不宜超過2個月。1.3、預(yù)應(yīng)力筋的加工與安放質(zhì)量控制

（1）預(yù)應(yīng)力筋下料時鋼筋、鋼絞線的切斷，采用切斷機(jī)或砂輪鋸，不得采用電弧切割。下料根據(jù)施工部位的先后順序進(jìn)行。所下料要及時編號，編號用膠帶貼于材料兩端，當(dāng)每束下料滿足數(shù)量時，用細(xì)鐵絲分段綁扎，以備吊裝。當(dāng)鋼絞線下料過長時，為起吊方便，把下完的按1m直徑盤起，盤起的鋼絞線應(yīng)蓋好，以免腐蝕。

（2）預(yù)應(yīng)力筋要有出廠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)書，按規(guī)范要求認(rèn)真進(jìn)行檢驗(yàn)與試驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度、伸長率和松馳度均應(yīng)滿足規(guī)范要求。

（3）預(yù)應(yīng)力筋治銹防銹，對于輕微浮銹，除銹后可直接使用；對于輕度銹蝕者，應(yīng)作檢驗(yàn)，合格者除銹后使用。鋼絞線被固結(jié)在孔道內(nèi)，不能自由竄動。

（4）預(yù)應(yīng)力筋穿束后，應(yīng)認(rèn)真檢查波紋管有無破損處，若發(fā)現(xiàn)應(yīng)即使處理，更換。在澆注混凝土?xí)r，設(shè)專人隨時穿動鋼束，避免漏漿固結(jié)。

（5）對于鋼絲束、鋼絞線相互扭結(jié)或各絲、各股預(yù)應(yīng)力筋受力不均勻，摩阻力值增大，易發(fā)生段絲、滑絲。編束時，嚴(yán)格按工藝規(guī)程要求進(jìn)行分絲、梳絲、理順排列順序，并分段綁扎牢固。（6）按規(guī)范要求對夾片、錨具進(jìn)行硬度檢查，合格品才能使用。安裝夾片時，夾片外露要整齊、縫隙均勻。張拉前要認(rèn)真檢查一次，各道工序均應(yīng)符合要求。

2、預(yù)應(yīng)力筋張拉施工

腹板鋼束均采用兩端張拉，張拉順序?yàn)镹1、N3、N2、N4號鋼束，張拉時，先調(diào)整到初應(yīng)力，再正式張拉和測量預(yù)應(yīng)力鋼材的伸長值，鋼材張拉采用應(yīng)力、應(yīng)變雙控制，以應(yīng)力為主，用測伸長量進(jìn)行校核。伸長量計算見后附表。在張拉過程中，實(shí)際所量測的伸長值未包括張拉到初應(yīng)力的伸長值，因此，實(shí)際伸長值還應(yīng)計入初應(yīng)力的伸長值，以使其與理論伸長值相對應(yīng)。張拉前先對孔道沖洗，將孔壁內(nèi)的雜物沖洗掉，并檢查有無串孔現(xiàn)象，然后再用吹風(fēng)機(jī)吹干孔道內(nèi)水分，并用檢孔器檢查孔道是否通暢后再進(jìn)行張拉。

裝配式預(yù)應(yīng)力箱梁分兩次施加預(yù)應(yīng)力，負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力在箱梁吊裝就位，現(xiàn)澆連續(xù)接頭混凝土后在橋面上施加，預(yù)制時僅對正彎矩預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉。當(dāng)箱梁混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后（達(dá)到預(yù)制箱梁50#混凝土90%）進(jìn)行張拉，張拉要求在兩端同時進(jìn)行，且應(yīng)在橫橋向?qū)ΨQ均勻張拉，張拉時注意兩端操作要一致，并且注意對鋼絞線的雙控。（伸長量與施加應(yīng)力值按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）中公式▲L=PP*X/AP/EP以及PP=P*（1-e(-(KX+Uθ))）/（kx+uθ）；其中U=0.20，K=0.0025，鋼筋回縮錨具變形取6mm；θ為設(shè)計角度，AP=140mm，EP=1.95*105Mpa，鋼絞線張拉錨下控制應(yīng)力為σk=0.75Rby=0.75*1860≥1395Mpa。①、張拉前的準(zhǔn)備工作

（1）、箱梁驗(yàn)收，混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后張拉。穿束張拉前，對構(gòu)件的質(zhì)量，幾何尺寸等進(jìn)行檢查，預(yù)留孔道應(yīng)用通孔器或壓氣、壓水等方法進(jìn)行檢查。構(gòu)件端部預(yù)埋鐵板與錨具和墊板接觸處的焊渣，毛刺、混凝土殘渣等要清理干凈。

（2）、標(biāo)定千斤頂油表讀數(shù)，施工過程中定期檢校，依據(jù)標(biāo)定的曲線計算各張拉力對應(yīng)的油表讀數(shù)。

（3）、穿入鋼絞線：對加工好的鋼絞線進(jìn)行編號，鋼絞線穿束時，將一端打齊套上穿束器，將穿束器的引線穿過孔道，然后向前拉動，直至兩端均露出65cm的工作長度，穿束后檢查兩端編號，防止鋼絞線在孔道內(nèi)交叉扭結(jié)。

②、預(yù)應(yīng)力的張拉程序

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉順序嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行張拉，千斤頂張拉作用線與預(yù)應(yīng)力鋼絞線的軸線重合一致。

鋼絞線的張拉程序如下：0→10%σk（初張拉）→ 20%σk→100 σk(持荷2分鐘)→錨固。鋼絞線的實(shí)際伸長量與理論伸長值的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，分析原因提出解決方案，待監(jiān)理工程師審批后方可繼續(xù)張拉。

③、張拉的操作步驟

四人配備一套張拉頂，一人負(fù)責(zé)油泵，兩人負(fù)責(zé)千斤頂，一人觀測并記錄讀數(shù)，張拉按設(shè)計要求的順序進(jìn)行，并保證對稱張拉。

A、安裝錨具，將錨具套在鋼絲束上，使分布均勻。

B、將清洗過的夾片，按順序依次嵌入錨孔鋼絲周圍，夾片嵌入后，人工用手錘輕輕敲擊，使其夾緊預(yù)應(yīng)力鋼絲，夾片外露長度要整齊一致。

C、安裝千斤頂，將千斤頂套入鋼絲束，進(jìn)行初張拉，開動高壓油泵，使千斤頂大缸進(jìn)油，初張拉后調(diào)整干斤頂位置，使其對準(zhǔn)孔道軸線，并記下千斤頂伸長讀數(shù)。

D、初始張拉，繼續(xù)張拉，到達(dá)20%初應(yīng)力時，記下千斤頂伸長讀數(shù)，兩者讀數(shù)差即為鋼絞線初張拉時的理論伸長量。

E、繼續(xù)張拉到鋼絲束的控制應(yīng)力時，持荷2min然后記下此時千斤頂讀數(shù)。計算出鋼絲束的實(shí)測伸長量并與理論值比較，如果超過士6%應(yīng)停止張拉分析原因。

F、使張拉油缸緩慢回油，夾片將自動錨固鋼鉸線，如果發(fā)生斷絲滑絲，則應(yīng)割斷整束鋼絲線，穿束重拉。

G、張拉油缸慢慢回油，關(guān)閉油泵，拆除千斤頂。④、張拉時的注意事項(xiàng)

A、嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行張拉，嚴(yán)禁違章操作。B、張拉時千斤頂前后應(yīng)嚴(yán)禁站人，防止發(fā)生安全事故。C、千斤頂后方安放張拉防護(hù)墻，防止鋼鉸線及夾片飛出傷人。D、千斤頂安裝完畢，安全員檢查合格后方可張拉。⑤、箱梁預(yù)拱度的觀測

張拉完成后，在梁的頂面中心線距梁端0.5m處設(shè)兩點(diǎn)，以兩點(diǎn)平均值用水準(zhǔn)儀觀測跨中1d、3d、7d、14d、30d、60d的上拱值，并做好記錄，給出其變化曲線并注意與理論值相比較，若正負(fù)差異超過20%則應(yīng)暫停施工。待查明原因，采取措施并征得監(jiān)理工程師同意后方可繼續(xù)施工。

3、壓漿及封錨 預(yù)應(yīng)力張拉完畢后應(yīng)及時將孔道中沖洗干凈，吹除積水，盡早壓漿。壓漿使用壓漿泵從梁的最底點(diǎn)開始，在梁端壓漿孔各壓一次，直到規(guī)定稠度的水泥漿充滿整個孔道為止；孔道壓漿建議采用真空吸漿法施工。水泥漿水灰比控制在0.4-0.45之間。膨脹劑的用量根據(jù)試驗(yàn)試配而定，水泥漿稠度控制在14-18S之間，在現(xiàn)場備有1725ml漏斗隨時作漏斗試驗(yàn)，一般每4袋水泥（50kg/袋）做一次。水泥漿在使用過程中應(yīng)頻繁攪動，宜在30-40min內(nèi)用完。具體步驟如下：

①、壓漿采用活塞式灰漿泵壓漿，壓漿前先將壓漿泵試開一次，運(yùn)轉(zhuǎn)正常并能達(dá)到所需壓力時，才能正式壓漿，壓漿時灰漿泵泵壓保持在0.5-0.7MPa。壓漿前用壓力水沖洗濕潤孔道，并用空壓機(jī)吹除孔內(nèi)積水。從下至上進(jìn)行壓漿（比較集中和鄰近的孔道，先連續(xù)壓漿完成，以免串到鄰近孔后水泥漿凝固，堵塞孔道）。

②、當(dāng)梁另一端排出空氣-水-稀漿至濃漿時用木塞塞住流漿，并提升壓力至0.7MPa，持壓2分鐘，從壓漿孔拔出噴嘴，并立即用木塞塞住。壓漿中途發(fā)生故障，不能連續(xù)一次壓滿時，要立即用高壓水沖洗干凈，故障處理完成后再壓漿。

③、構(gòu)件中的錨具對其應(yīng)進(jìn)行封錨；在壓漿后應(yīng)先將其周圍沖洗干凈、鑿毛，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)并澆筑封錨混凝土。

3、預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量控制

3.1、第一，綁扎鋼筋時應(yīng)將預(yù)應(yīng)力孔道固定牢固，孔道符合設(shè)計要求。第二，錨具位置安裝嚴(yán)格按設(shè)計要求，位置要精確。第三，澆筑錨墊板后細(xì)石混凝土?xí)r應(yīng)振搗充分，保證粗細(xì)骨料均勻。避免張拉時將混凝土拉裂。第四，張拉時要嚴(yán)格按照張拉程序進(jìn)行，嚴(yán)格控制張拉伸長量。第五、孔道灌漿應(yīng)密實(shí)、飽滿。

錨具是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要組成部分。它是保證預(yù)應(yīng)力值和結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。因此應(yīng)尺寸準(zhǔn)確，有足夠的強(qiáng)度和剛度，受力后變形小，錨固可靠滑移不超過規(guī)定值，并能保證灌漿暢通。錨具的固定位置應(yīng)準(zhǔn)確，如果偏差太大張拉時容易將混凝土拉裂，混凝土澆筑時尤其要注意錨具后骨料的均勻性。3.2、預(yù)留孔道應(yīng)注意的問題 ①、預(yù)留孔道的位置

鋼筋綁扎及模板支立應(yīng)符合設(shè)計要求，在施工時尤其要注意預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)留孔道的位置必須符合設(shè)計要求。

②、施工時預(yù)留孔道的位置一般放置橡膠管，澆筑后再抽掉，抽管時間應(yīng)根據(jù)水泥品種、水灰比、氣溫和養(yǎng)護(hù)方法等條件通過試驗(yàn)確定，一般抽管是以能順利抽出和孔道不坍塌為宜，故抽管時間在混凝土初凝之后終凝之前進(jìn)行。抽管順序?yàn)橄壬虾笙拢惹笾薄Ｊ褂媚z管預(yù)留孔道時應(yīng)注意：1）膠管必須具有良好的密封裝置，不允許在混凝土硬化過程中漏氣或漏水，否則將影響成孔質(zhì)量，因此在施工前對所用膠管必須作壓力試驗(yàn)，檢查有否漏氣或漏水現(xiàn)象，密封裝置是否完好。2）膠管的接頭處理：用膠管預(yù)留孔道，長度較長，當(dāng)需要接長膠管時，接頭處必須密封。以防在振搗混凝土?xí)r膠管受振位移。3.3、后張法張拉工藝控制要點(diǎn)（1）預(yù)應(yīng)力后張法前的準(zhǔn)備工作：對預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力之前，應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，外觀尺寸應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。張拉時，構(gòu)件混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計要求；設(shè)計無要求時，不應(yīng)低于設(shè)計強(qiáng)度等級值的75%。對預(yù)留孔道應(yīng)用通孔器或壓氣、壓水等方法進(jìn)行檢查。端部預(yù)埋鐵板與錨具和墊板接觸的焊渣、毛刺、混凝土殘渣等應(yīng)清除干凈。鋼筋穿束前，螺絲端桿的絲扣部分應(yīng)用水泥袋紙等包纏2-3層，并用細(xì)鐵絲扎牢；鋼絲束、鋼絞線束、鋼筋束等穿束前，將一端找齊平，順序編號。對于較長束，應(yīng)套上穿束器，由引線及牽引設(shè)備從另一端拉出。對于夾片式錨具，上好的夾片應(yīng)齊平，在張拉前并用鋼管搗實(shí)。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計末規(guī)定時，可采取分批、分段對稱張拉。

（2）當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋施加應(yīng)力完成，卸載千斤頂后，應(yīng)注意一下問題：

①、檢查有無滑絲，若有滑絲，其數(shù)量不應(yīng)超過總數(shù)量的1％，否則應(yīng)對其進(jìn)行更換后，重新張拉。

②、檢查有無斷絲，若有斷絲，其數(shù)量不應(yīng)超過總數(shù)量的1%，否則應(yīng)其進(jìn)行更換后，重新張拉。3.4、管道壓漿及封錨質(zhì)量控制

孔道灌漿是后張法預(yù)應(yīng)力工藝的重要環(huán)節(jié)，灌漿用水泥標(biāo)號應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。灌漿前用壓力水沖洗孔道，壓力宜控制在0.3~0.5mpa。灌漿順序應(yīng)先下后上，直線孔道灌漿從構(gòu)件一端到另一端，曲線孔道應(yīng)從最低點(diǎn)開始向兩端進(jìn)行，在最高點(diǎn)設(shè)排氣管。孔道末端設(shè)置排氣孔，灌漿時待排氣孔處濃漿后，才能將排氣孔堵注繼續(xù)加壓到0.5～0.6mpa，并穩(wěn)定兩分鐘，關(guān)閉控制閥，保持孔道內(nèi)壓力。每條孔道應(yīng)一次灌成，中途不應(yīng)停頓，否則將已壓的水泥漿沖洗干凈，從頭開始灌漿。錨固區(qū)發(fā)生裂紋緊急處理錨固區(qū)發(fā)生局部裂紋后必須停止一切張拉和混凝土作業(yè),查明原因并提出處理措施并征得監(jiān)理工程師同意后方可復(fù)工。

第三篇：預(yù)應(yīng)力混凝土橋箱梁底面橫向裂縫分析

預(yù)應(yīng)力混凝土橋箱梁底面橫向裂縫分析

預(yù)應(yīng)力混凝土橋箱梁底面橫向裂縫分析 伍 靜，蒙 波（北京市建設(shè)工程質(zhì)量第三檢測所有限責(zé)任公司，北京100037）摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁由于在受力性能方面良好，在高速橋梁互通工程中得到了良好的應(yīng)用，但是由于結(jié)構(gòu)受力和施工工藝的復(fù)雜性，該類型橋梁在設(shè)計和施工都存在質(zhì)量較難控制等原因，造成部分橋梁在投入使用過程中箱梁底面就出現(xiàn)較多的橫向裂縫，裂縫的大量出現(xiàn)嚴(yán)重影響了橋梁的正常使用，對結(jié)構(gòu)的承載能力存在一定的影響。以一座預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋?yàn)槔ㄟ^對材料強(qiáng)度、鋪裝層層厚度、預(yù)應(yīng)力損失、承載力評定等方面對該橋箱梁底面橫向裂縫進(jìn)行了分析，并對防止此類裂縫提出了改進(jìn)措施，可供類似工程借鑒。關(guān)鍵詞：公路工程；預(yù)應(yīng)力混凝土；箱梁；橫向裂縫；承載能力工程背景 某互通橋梁位于某高速公路，由主線橋和A、B、B1、B2、C五個匝道組成（見圖1）。其中主線橋采用分離式設(shè)計，橋梁全長左幅345．0 m、右幅321．0 m，單幅橋?qū)?2．25 m。橋面橫向布置為：0．5 m（防撞護(hù)欄）＋10．75 m（行車道）＋0．5 m（防撞護(hù)欄）。橋梁上部結(jié)構(gòu)均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，截面為單箱單室。橋梁具體信息見表1。下部結(jié)構(gòu)除B1匝道墩柱為鋼筋混凝土單柱墩外，其它橋梁均采用鋼筋混凝土雙柱式橋墩，擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋臺均為重力式U型橋臺，支座采用板式橡膠支座。圖1 橋梁平面示意圖 表1 橋梁跨徑組合信息橋名 結(jié)構(gòu)形式 跨徑組合／m 4×25＋4×25＋（3×25＋30＋25）（左幅）3×25＋4×25＋（3×25＋30＋25）（右幅）A匝道 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 5×25＋5×25＋6×25 B匝道 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 5×25＋6×25 B1匝道 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 4×25＋4×25 B2匝道 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 3×25 C匝道 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁主線橋 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁4×23 橋面鋪裝采用4 cm抗滑表層＋6 cm中粒式瀝青混凝土＋防水層＋5 cm水泥混凝土鋪裝層，并在5 cm水泥混凝土中布設(shè)鋼筋網(wǎng)。伸縮縫均采用EM－80淺埋式伸縮縫。橋梁設(shè)計荷載為 “汽車－超20、掛車 －120”。在橋梁營運(yùn)過程中，歷次檢測發(fā)現(xiàn)該橋主要存在病害及處治方法如下：（1）第一次定期檢查發(fā)現(xiàn)該橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁存在較多的橫橋向裂縫，主要包括底板橫向裂縫，部分裂縫延伸至腹板呈“L”形或“U”型，裂縫多位于跨中區(qū)域或附近、最寬 0．24 mm（見圖

2、圖 3）。部分裂縫初步判定為彎曲受力裂縫，對橋梁承載能力造成不利影響。根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》［1］（JTG H11—2004），橋梁的總體技術(shù)狀況等級為“三類”，處于較差狀態(tài)。圖2 左幅第12跨箱梁底面縱向裂縫 圖3 B2匝道第2跨箱梁底面縱向裂縫 根據(jù)第一次檢查結(jié)果對該橋病害進(jìn)行了處治，對裂縫寬度＜0．15 mm時采用表面封閉法修補(bǔ)，涂刷專用環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行封閉；裂縫寬度≥0．15 mm時，采用壓力注漿法修補(bǔ)。并對部分橋跨裂縫較多的進(jìn)行了粘貼碳纖維布（見圖

4、圖 5）［2］。圖4 箱梁底面碳纖維加固 圖5 箱梁腹板碳纖維加固（2）維修處治后，為進(jìn)一步了解該橋裂縫修補(bǔ)后的發(fā)育情況，抽選了主線橋左幅第9～13跨、右幅第8、9、11跨和B2匝道橋第2、3跨進(jìn)行箱梁裂縫專項(xiàng)檢查。發(fā)現(xiàn)在橋梁跨中區(qū)域仍存在較多新開裂的橫向裂縫，部分裂縫延伸至腹板形成“L”型，裂縫寬度多在0．10 mm～0．16 mm之間，部分跨梁底碳纖維布處理后，仍在碳纖維布條間發(fā)現(xiàn)橫向裂縫（見圖6）［1］。2 現(xiàn)場檢測結(jié)果 為進(jìn)一步分析該橋裂縫產(chǎn)生的原因，對該橋進(jìn)行了如下專項(xiàng)檢測： 2．1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測 混凝土強(qiáng)度不足是引起結(jié)構(gòu)開裂的原因之一。為準(zhǔn)確獲得結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度，采用鉆芯法對主梁混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測（見圖7）。根據(jù)橋梁病害情況及受力特點(diǎn)，本次選取主線左幅13跨右側(cè)腹板進(jìn)行鉆芯取樣［3］。根據(jù)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程的相關(guān)要求，對所取芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測［3］，結(jié)果見表2。圖6 主線橋左幅第12跨箱梁底面裂縫分布圖 圖7 鉆芯取樣測區(qū)位置 表2 右腹板鉆芯取樣混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表測點(diǎn) 外觀 破壞荷載／kN抗壓強(qiáng)度／MPa換算值 方塊值1 密實(shí) 320．5 40．8 33．7 38．7 2 密實(shí) 454．0 57．8 0．87 0．95 47．8 52．8 3 密實(shí)樣芯抗壓強(qiáng)度／MPa尺寸修正系數(shù)尺寸換算系數(shù)573．8 73．1 60．4 65．4 從試驗(yàn)結(jié)果來看，3個試件的推算強(qiáng)度值分別是 38．7 MPa、52．8 MPa和 65．4 MPa，依據(jù)《鉆心法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［3］（CECS03：2007）中第3．2．5的相關(guān)規(guī)定，單個構(gòu)件的混凝土最終推算強(qiáng)度為 38．7 MPa，小于設(shè)計強(qiáng)度 40．0 MPa。2．2 橋面鋪裝層厚度檢測 橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)和厚度的實(shí)際狀況可能與原設(shè)計存在較大的差異。為了了解各橋鋪裝層的實(shí)際施工厚度，為橋梁加固設(shè)計和承載能力計算提供數(shù)據(jù)支撐。對橋面鋪裝結(jié)構(gòu)厚度采用鉆芯取樣的方法進(jìn)行檢測（見圖8）。橋面鋪裝層鉆孔位置的選取，原則上每座橋梁順橋向選取5個斷面，每個斷面橫橋向布置3個測點(diǎn)，橋梁長度較短的可適當(dāng)減少，但不應(yīng)少于3個斷面，共計81個測點(diǎn)。圖8 橋面厚度總偏差分布圖 通過對橋面瀝青鋪裝層厚度檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，本次橋面鋪裝層厚度81個測點(diǎn)中總偏差介于0 cm～3 cm居多，共計78處，占總測點(diǎn)的96．3%。進(jìn)一步計算分析，橋面鋪裝實(shí)測厚度較原設(shè)計值厚約1．7 cm，從而造成箱梁跨中下緣增加0．008 MPa的拉應(yīng)力。2．3 預(yù)應(yīng)力損失測算 為進(jìn)一步了解該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁目前的應(yīng)力分布狀況，推斷該部位受力狀態(tài)，采用應(yīng)力釋放的方法對該橋進(jìn)行恒載作用狀態(tài)下的應(yīng)力量測。鋼筋應(yīng)力釋放法是指在橋梁在自重、預(yù)應(yīng)力等持久荷載作用下，結(jié)構(gòu)及其中的普通鋼筋存在較大的應(yīng)力，通過切割普通鋼筋進(jìn)行應(yīng)力釋放，則釋放出的應(yīng)力值就等于結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的應(yīng)力值，由此分析結(jié)構(gòu)的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力或結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力度，從而對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價［4］。（1）測點(diǎn)布置。選取主線橋左幅第13跨正彎矩控制截面進(jìn)行應(yīng)力測量，截面的位置示意圖如圖9所示。應(yīng)力測點(diǎn)選取箱梁底板底面上層順橋向鋼筋進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)力測試方向與橋梁縱軸線平行，用以測試縱向彎曲應(yīng)力。圖9 應(yīng)力釋放位置示意圖（2）測試結(jié)果。采用橋梁專用有限元計算分析軟件 MIDAS／Civil 2012 對結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計算［5］，通過對模型施加自重、二期恒載、預(yù)應(yīng)力及收縮徐變荷載，求得結(jié)構(gòu)在恒載作用下［6］的結(jié)構(gòu)應(yīng)力圖如圖10所示。圖10 恒載作用下應(yīng)力圖 通過計算可得，箱梁底板應(yīng)力釋放位置恒載作用下的最大壓應(yīng)力值為 4．53 MPa［6］，即最大壓應(yīng)變ε＝139．4με。現(xiàn)場實(shí)測鋼筋應(yīng)變εg＝122με，因此主線橋有效預(yù)應(yīng)力度約為88%。通過應(yīng)力釋放試驗(yàn)，此推定預(yù)應(yīng)力鋼束損失約為12%。考慮到該方法目前無相關(guān)規(guī)程可依，因此該測試結(jié)果僅供參考。2．4 承載能力試驗(yàn) 結(jié)合本橋受力特點(diǎn)和現(xiàn)場病害情況，選取左幅第3聯(lián)（跨徑組合為3×25 m＋30 m＋25 m）進(jìn)行荷載試驗(yàn)，利用橋梁專用有限元計算分析軟件MIDAS／Civil計算在設(shè)計荷載（汽車－超20、掛車－120）作用下的最大內(nèi)力值［7－8］，并根據(jù)測試截面（見圖11）影響線進(jìn)行等效加載［4－7］。圖11 荷載試驗(yàn)測試截面位置（單位：cm）根據(jù)計算結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，試驗(yàn)測試工況為：工況1（第13跨最大正彎矩工況），工況1（12＃墩頂截面最大負(fù)彎矩工況），工況3（第12跨最大正彎矩工況）。試驗(yàn)時應(yīng)變測點(diǎn)布置在箱梁底板及腹板，具體位置見圖12，撓度測點(diǎn)布設(shè)在各跨跨中、墩頂及四分點(diǎn)位置。圖12 應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖（單位：cm）表3 靜載試驗(yàn)測試結(jié)果試驗(yàn)工況 設(shè)計內(nèi)力值／（kN·m）應(yīng)變 ／με 撓度試驗(yàn)內(nèi)力值／（kN·m）加載效率／mm計算值 實(shí)測值工況1 5947 5625 0．98 69 85 －7．53 －8．77工況2 －3854 －3930 1．02 －44 －59 — —工況計算值 實(shí)測值3 5808 5755 0．99 73 87 －4．34 －6．68 通過對每個試驗(yàn)工況作用下的數(shù)據(jù)分析計算，橋梁試驗(yàn)跨主要控制測點(diǎn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)均小于1，主要測點(diǎn)相對殘余變位或相對殘余應(yīng)變均小于20%；但試驗(yàn)過程中通過對第12跨跨中截面選取的10條橫向裂縫寬度的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，裂縫寬度隨荷載等級的增加呈現(xiàn)增大趨勢，屬于結(jié)構(gòu)裂縫，對結(jié)構(gòu)承載力有一定影響。3 原因分析 3．1 橋梁設(shè)計原因 根據(jù)設(shè)計圖紙，以主線橋第3聯(lián)為例進(jìn)行計算，該聯(lián)為3×25 m＋30 m＋25 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，計算結(jié)果顯示，在正常使用極限狀態(tài)下，該橋30 m跨跨中下緣拉應(yīng)力達(dá)3．06 MPa，已不滿足部分預(yù)應(yīng)力A類混凝土構(gòu)件要求。即在理論計算上存在開裂的可能。現(xiàn)場檢查中也發(fā)現(xiàn)，該跨跨中附近存在大量橫向、L型、U型裂縫，裂縫形態(tài)與彎曲受力裂縫一致。具體可見圖 13［8－15］。根據(jù)橋梁設(shè)計單位提供的計算書，30 m跨徑跨中位置正常使用極限狀態(tài)組合2（移動荷載作用下（汽車－超20）＋永久荷載（結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮及徐變影響力）＋溫度荷載），法向拉應(yīng)力為3．39 MPa，正常使用極限狀態(tài)組合3作用下（移動荷載（掛—120）＋永久荷載（結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力）），法向拉應(yīng)力為4．41 MPa，均超過了規(guī)范對A類構(gòu)件的容許應(yīng)力 2．34 MPa。圖13 主線橋左幅第3聯(lián)正常使用極限狀態(tài)截面下緣正應(yīng)力包絡(luò)圖 綜上可得，橋梁在原設(shè)計狀態(tài)下應(yīng)力較大，存在開裂可能。同時，設(shè)計時所依據(jù)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》［5］（JTJ 023—1985）中規(guī)定對缺少實(shí)測資料時，對溫度梯度僅考慮橋面板升溫5℃，與現(xiàn)行規(guī)范有明顯差距，也是應(yīng)力儲備考慮不足的原因之一。3．2 橋梁施工原因（1）混凝土強(qiáng)度偏低：鉆芯取樣法的測試混凝土強(qiáng)度最低僅為 38．7 MPa，小于設(shè)計強(qiáng)度 40．0 MPa，混凝土強(qiáng)度偏低在一定程度上增加了開裂風(fēng)險。（2）橋面鋪裝層偏厚：實(shí)測橋面鋪裝厚度明顯大于設(shè)計值，從而造成箱梁跨中下緣增加了0．008 MPa左右的拉應(yīng)力。（3）其它可能的原因：施工時的預(yù)應(yīng)力張拉不足或存在損失（應(yīng)力釋放結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力鋼束損失約為12%）、混凝土澆注質(zhì)量差（梁體外觀存在大量的蜂窩、露筋、混凝土不平整）。4 結(jié) 論（1）在設(shè)計階段需采用不同的方法計算，在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時采用平面分析，而在施工階段需采用空間分析驗(yàn)算的結(jié)論。必要時采用實(shí)體模型對箱梁的底板下緣縱向正應(yīng)力、頂板下緣橫向正應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算［9］。（2）施工階段應(yīng)加強(qiáng)對預(yù)應(yīng)力損失的控制和檢測，選擇合理的張拉器具、規(guī)范張拉工序，做到預(yù)應(yīng)力張拉值和均勻度滿足規(guī)范要求。（3）當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁底板較多橫向受力裂縫時，說明該橋承載能力下降，應(yīng)立即采取相應(yīng)方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)（如粘貼鋼板等方法），進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)承載能力。（4）施工階段要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工作業(yè)，施工質(zhì)量的低下是造成該橋裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。參考文獻(xiàn)： ［1］ 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范：JTG H11—2004［S］．北京：人民交通出版社，2004． ［2］ 公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范：JGJ／T J22—2008［S］．北京：人民交通出版社，2008． ［3］ 鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程：CECSO3：2007［S］．北京：人民交通出版社，2008． ［4］ 北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司．midas Civil2010分析設(shè)計原理手冊［M］．北京：北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司． ［5］ 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范：JTJ 023—85［S］．北京：人民交通出版社，1985． ［6］ 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范：JTJ 021—89［S］．北京：人民交通出版社，1989． ［7］ 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程：JTG／T J21—2011［S］．北京：人民交通出版社，2010． ［8］ 朱汗華，陳孟沖，袁贏杰．預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫分析與防治［M］．北京：人民交通出版社，2006． ［9］ 李增鋒，莊一舟，程俊峰，等．橫向預(yù)應(yīng)力對裝配整體式空心板橋縱向抗裂性能的影響［J］．水利與建筑工程學(xué)報，2017，15（3）：127-133． ［10］ 單積明，蔡 颯，伍 靜．山區(qū)高速公路單向縱坡箱梁橋梁體縱向滑移分析［J］．水利與建筑工程學(xué)報，2017，15（2）：176-182． ［11］ 史慧彬．砼橋梁有效預(yù)應(yīng)力檢測方法試驗(yàn)研究［D］．西安：長安大學(xué)，2007． ［12］ 朱利明，劉 華．三腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁底板縱向裂縫病害原因分析及對策［J］．橋梁建設(shè)，2005（S1）：114-116． ［13］ 葉 俊，吳小軍．預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁跨中橫向裂縫原因分析［J］．公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2012（12）：243-244． ［14］ 張兆寧，賀拴海，趙 煜．底板橫向裂縫對箱梁強(qiáng)度及剛度影響模擬分析［J］．鄭州大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2011，32（6）：18-21． ［15］ 譚 竣．預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的頂板力學(xué)性能研究［J］．中外公路，2009，29（5）：131-134．

Analysis of Lateral Cracks on the Bottom of Prestressed Concrete Bridge Box Girder WU Jing，MENG Bo（Beijing Construction Engineering Quality Third Test Institute Co．，Ltd．，Beijing 100037，China）Abstract：Due to good mechanical behavior，the prestressed concrete box girder has been applied rapidly in the highspeed bridge interchange project，however because of the complexity of the structure stress and the construction technology，difficult in quality control and other reasons exist in the design and construction，there are a large number of surface cracks in part of the bridge in use，which seriously affect the normal use of the bridge，there is impacts on the bearing capacity of the structure for sure．In this paper a prestressed concrete box girder bridge is taken as an example，based on the strength of materials，pavement layers thickness，prestress loss，bearing capacity evaluation and other aspects of the box girder bottom surface transverse cracks are analyzed to prevent such cracks，improving measures are also proposed which can provide reference for similar engineering． Keywords：highway engineering；prestressed concrete；box girder；transverse crack；load-bearing capacity 中圖分類號：U448．21＋3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—1144（2018）01—0091—06 DOI：10．3969 ／j．issn．1672 － 1144．2018．01．016 收稿日期：2017-08-20 修稿日期：2017-09-27 作者簡介：伍 靜（1990—），女，四川雅安人，助理工程師，主要從事橋梁建設(shè)及加固設(shè)計。E-mail：coolsxim＠yeah．net

第四篇：探析預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因

探析預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因

更新時間 2010-2-7 10:45:32 打印此文 點(diǎn)擊數(shù)

摘要：隨著混凝土箱梁結(jié)構(gòu)在橋梁設(shè)計中的不斷推廣和應(yīng)用，該橋型在施工和使用過程中已出現(xiàn)了許多裂縫，本文通過閱讀大量的文獻(xiàn)和資料，總結(jié)了混凝土箱梁裂縫產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土箱梁；裂縫

1使用混凝土箱梁的優(yōu)點(diǎn)

在已建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當(dāng)跨度超過40m后，橫截面大多采用箱形截面。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

①箱形截面是一種閉口薄壁截面，其抗扭剛度大，截面效率指標(biāo)較T形截面高，結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性。②頂板和底板面積較大，能有效地承擔(dān)正負(fù)彎矩，并能滿足配筋的需要，適應(yīng)具有正負(fù)彎矩的結(jié)構(gòu)，也更適應(yīng)于主要承受負(fù)彎矩的懸臂梁、T形剛構(gòu)等橋型。③適應(yīng)現(xiàn)代化施工方法的要求。④承重結(jié)構(gòu)和傳力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使各部件共同受力，截面效率高并適合預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的空間布束，因此具有較好的經(jīng)濟(jì)性。⑤對于寬橋，由于抗扭剛度大，內(nèi)力分布比較均勻，跨中無需設(shè)置橫隔板就能獲得滿意的荷載橫向分布。⑥適合于修建曲線橋，并具有較大的適應(yīng)性。⑦能很好適應(yīng)布置管線等設(shè)施。在設(shè)計上，箱形截面可極大地發(fā)揮預(yù)應(yīng)力地效用。可提供很大地混凝土面積用于預(yù)應(yīng)力束地通過，更關(guān)鍵地是可提供較大地截面高度，使預(yù)應(yīng)力束有較大的力臂。因此，橋梁設(shè)計師可發(fā)揮箱梁和預(yù)應(yīng)力地特點(diǎn)，頂?shù)装蹇v向鋼束采用平彎和豎彎相結(jié)合的空間曲線，集中錨固在腹板頂部的承托中（或錨固在腹板中），底板鋼束盡可能靠近腹板加厚板（齒板）并在其上錨固。2預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁裂縫的產(chǎn)因

預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的裂縫類型主要有：邊跨斜裂縫，邊跨水平裂縫，中跨斜裂縫，中跨水平裂縫，邊跨的水平裂縫、斜裂縫同時發(fā)生，中跨的水平裂縫、斜裂縫同時發(fā)生，底板、頂板縱向裂縫，底板、頂板橫向裂縫、箱梁橫隔板的放射性裂縫，預(yù)應(yīng)力錨固部位齒板附近裂縫。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫從成因角度可分為：由荷載效應(yīng)（如彎矩、剪力、扭矩及拉力等）引起的裂縫、由外加變形或約束引起的裂縫，主要包括“基巖效應(yīng)”、地基不均勻沉降、混凝土收縮、外界溫度的變化等、鋼筋銹蝕裂縫、預(yù)加力次效應(yīng)引起的裂縫、建材原因引起的裂縫。

根據(jù)裂縫產(chǎn)生部位的不同我們可將其分為：翼緣板橫向裂縫和腹板斜裂縫兩種。①翼緣板橫向裂縫一般發(fā)生在箱梁受縱向彎矩較大處的受拉翼緣板處，橫向裂縫一般均發(fā)生在跨中底板翼緣。對于連續(xù)箱梁，橫向裂縫還發(fā)生在支座負(fù)彎矩處的頂板翼緣，并且大部分出現(xiàn)在距支點(diǎn)1/3跨徑范圍以內(nèi)，越靠近支點(diǎn)裂縫越嚴(yán)重，對于該類型裂縫，主要有以下原因引起，首先，設(shè)計時翼緣板有效分布寬度考慮不足，薄壁箱梁翼緣板有效分布寬度問題實(shí)際上就是剪力滯問題，由于理論計算剪力滯效應(yīng)較為繁瑣，不適于工程應(yīng)用，各國普遍采用有效分布寬度的概念。由于剪力滯效應(yīng)的考慮不足或計算值安全儲備較低，在一些特殊荷載工況下容易發(fā)生應(yīng)力過度集中，腹板處翼緣應(yīng)力波峰超過允許值，因而首先在該處發(fā)生橫向裂縫。在多年反復(fù)荷載的作用下，裂縫橫向發(fā)展，向翼緣板中部擴(kuò)展，以至于形成橫向通縫。對于薄壁箱梁橋的翼緣板橫向裂縫，病害原因多歸于此。其次，混凝土徐變引起橫向裂縫，在長期荷載作用下，受混凝土徐變影響，箱梁在運(yùn)營6年～7年后跨中均有不同程度的下?lián)犀F(xiàn)象。較大的形變引起箱梁應(yīng)力重分布，給結(jié)構(gòu)帶來附加被動應(yīng)力。由于結(jié)構(gòu)所受到的外荷載不變，各截面應(yīng)力增加是由附加彎矩不斷變化引起的，附加彎矩隨時間不斷增加，直到混凝土徐變停滯為止。同時，預(yù)應(yīng)力松弛也會引起橫向裂縫，對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，箱梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)有較大的影響，隨著橋梁運(yùn)營時間的增長，預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā)生松弛效應(yīng)，并且越來越明顯。在現(xiàn)代施工中一般采用低松弛鋼絞線材料，并且規(guī)范張拉工藝，但在具體操作中難免會出現(xiàn)與規(guī)范不相吻合的情況，力筋長期持荷加之混凝土收縮徐變影響，預(yù)應(yīng)力損失也是相當(dāng)嚴(yán)重的。同時，選用鋼筋不合理也會引起橫向裂縫，對于普通鋼筋混凝土箱梁，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力對結(jié)構(gòu)的整體剛度和裂縫的擴(kuò)展有較大的影響。我們應(yīng)該選用表面不光滑、化學(xué)吸附作用和握裹力都較強(qiáng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋。

②腹板斜裂縫一般發(fā)生在支點(diǎn)至1/4跨之間。對于預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力箱梁，在施工階段以及在運(yùn)營階段，腹板經(jīng)常出現(xiàn)斜裂縫，斜裂縫同樣有多種因素引起，有設(shè)計計算、設(shè)計構(gòu)造配筋、施工工藝、氣候條件、日常維護(hù)、荷載工況等。部分因素在導(dǎo)致翼緣板出現(xiàn)橫向裂縫的同時也是腹板斜裂縫的主要原因，首先，預(yù)應(yīng)力損失過大導(dǎo)致腹板主拉應(yīng)力過大，由于縱向預(yù)應(yīng)力損失的存在，部分預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計計算值導(dǎo)致截面抗彎承載力嚴(yán)重下降，從而產(chǎn)生翼緣板橫向裂縫。對于預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力損失也是腹板斜裂縫的主要病害原因，預(yù)應(yīng)力損失量估計不足或者在實(shí)際張拉過程中操作不當(dāng)引起應(yīng)力損失量加大等情況經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致力筋的有效預(yù)應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計要求，從而腹板因主拉應(yīng)力超過容許值而發(fā)生開裂。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋較短，張拉后少量的回縮即可產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失，分批張拉產(chǎn)生的彈性壓縮可以使預(yù)應(yīng)力損失達(dá)11％，如果有超張拉情況，其損失率更大。懸臂對稱施工時，掛籃一般后錨于豎向預(yù)應(yīng)力螺紋鋼上，在施工荷載的作用下，預(yù)應(yīng)力損失也比較大。其次，溫度梯度過大會導(dǎo)致腹板剪切應(yīng)力過大，從而產(chǎn)生腹板斜裂縫。在陽光充足的地區(qū)，太陽直射橋面，因而橋面板溫度急劇升高，靠近水面的底板溫度較低，兩者形成溫度梯度。對于目前普遍采用的大跨度、變截面箱梁，隨著截面高度變化幅度的增加及箱梁長度和支撐約束的增加，溫度梯度應(yīng)力沿梁長方向變化較快，對于氣溫變化較為強(qiáng)烈的地區(qū)，由于頂板翼緣受外界溫度影響較大，隨外界氣溫變化波動較為明顯，導(dǎo)致腹板拉壓應(yīng)力交替頻繁，在應(yīng)力幅度變化較大的區(qū)域也容易出現(xiàn)斜裂縫。同時，腹板抗剪強(qiáng)度設(shè)計值不足也會造成腹板斜裂縫的出現(xiàn)。設(shè)計薄壁箱梁的首要目的是減輕結(jié)構(gòu)自重，降低材料使用量，所以其腹板與翼緣板設(shè)計厚度較薄。箱梁腹板面積與抗剪承載力有密切的關(guān)系，而薄壁箱梁腹板面積與普通箱梁相比是小得多得，在無預(yù)應(yīng)力作用情況下，腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和彎起鋼筋得數(shù)量來提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的條件下，其提高值亦是有限的。所以，薄壁箱梁腹板抗剪能力相對于普通混凝土箱梁較小，斜裂縫容易發(fā)生。3結(jié)語

預(yù)應(yīng)力箱梁在正常使用極限狀態(tài)下不應(yīng)該出現(xiàn)梁體裂縫，但是已建預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋上的開裂情況卻非常普遍，因此我對預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋典型裂縫成因進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，望能為混凝土箱梁的設(shè)計和施工起到一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]范立礎(chǔ),顧邦安.橋梁工程(上冊)[M].北京:人民交通出版社,2004.[2]項(xiàng)海帆.高等橋梁結(jié)構(gòu)理論[M].北京:人民交通出版社,2001.[3]楊文化.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋腹板抗裂性研究[D].長沙:湖南大學(xué),1999.[4]陳性凱.廣州華南大橋箱梁裂縫的初步分析[J].中國市政工程,1997,(3):27-29.[5]李少波.混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)裂縫綜述[J].鐵道勘測與設(shè)計,1998,(1):6-10.[6]蔡斌.連

第五篇：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

作者：鄭世金 廖建軍

時間：2009-4-15 11:24:05 來源：城市建設(shè)2月的20期

摘 要 ： 對20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁出現(xiàn)裂縫的原因分析，提出控制、處理裂縫的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 ： 箱梁 裂縫 分析 處治

以甬臺溫高速公路橋梁中的20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為例，分析裂縫發(fā)生的原因提出控制、處治混凝土箱梁的裂縫的經(jīng)驗(yàn)。

1裂縫情況及分析

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會遇到的現(xiàn)象，出現(xiàn)裂縫的原因主要有：一類是由外荷載引起的裂縫，也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫，表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問題，須在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對設(shè)計荷載進(jìn)行全面考慮；另一類裂縫是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫，指變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時，引起混凝土開裂。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在施工過程中出現(xiàn)的裂縫基本上為變形裂縫，引起該類裂縫的原因主要有：（1）混凝土澆注后處于塑性階段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。（2）混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。（3）由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫，結(jié)構(gòu)隨著溫度變化時受到約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強(qiáng)度，混凝土便開裂，即產(chǎn)生溫度裂縫。（4）施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。

從現(xiàn)場裂縫情況看，裂縫分布部位，裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫都分布在跨中中橫處的腹板位置，且兩面對稱，時間一般為拆模后兩天左右。防止裂縫產(chǎn)生及外治措施：

2.1 由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，可以采取以下防止措施：控制及改善水灰比，減少砂率，增加骨料用量，嚴(yán)格控制坍落度，混凝土凝固時間不宜過短，下料不宜過快，高溫季節(jié)注意采取緩凝措施，避免水分急劇蒸發(fā)，混凝土振搗密實(shí)，改善現(xiàn)場混凝土的施工工藝，同時注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護(hù)及保溫工作；結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置防裂鋼筋，以提高混凝土的抗裂性能；一旦裂縫出現(xiàn)，可以用環(huán)氧樹脂、固化劑、丙酮按1：05:0.25的比例配合進(jìn)行修補(bǔ)，將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷毛吹凈,用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，在涂環(huán)氧樹脂，1 貼玻璃布,以后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干。這種封閉處理，能保證日后運(yùn)營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。

2.2由于溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，鑒于先行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對溫度荷載引起的橫向溫度應(yīng)力考慮偏小，設(shè)計時應(yīng)予以重視，可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生（施工過程中作者變更了設(shè)計，在腹板加了一倍的縱向鋼筋）；同時在施工時，應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆注后半天（利用早、晚進(jìn)行施工）。熱天澆注混凝土?xí)r，應(yīng)降低水溫拌制，選用水化熱小和收縮小的水泥，合理使用減水劑，加強(qiáng)振搗以減少水化熱，提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度，并注意混凝土表面濕潤，同時在腹板留通氣孔，達(dá)到張拉強(qiáng)度及時張拉壓漿。

2.3 作者在施工中對20米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法是:（1）裂縫的控制方案：A、在腹板處兩面對稱增加通長縱向鋼筋，根數(shù)為原設(shè)計的一倍。B、控制好混凝土的澆注時間和澆注時的溫度，安排在早、晚或溫度低的時候進(jìn)行混凝土澆注。C、及時養(yǎng)護(hù)，并用塑料布進(jìn)行覆蓋，保持混凝土表面濕潤。D、在腹板處每隔5米留一個通氣孔，保證混凝土箱梁在拆模后通風(fēng)散熱，保持梁體內(nèi)外溫度基本一致。E、及時拆模、及時張拉，當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時就及時拆模，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計張拉強(qiáng)度時就及時張拉壓漿。（2）裂縫的處置措施：用環(huán)氧樹脂、固化劑、丙酮按1:0.5:0.25的配合比進(jìn)行修補(bǔ)。將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂環(huán)氧樹脂，貼玻璃布，之后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂，能保證日后運(yùn)營過程中梁體內(nèi)的鋼筋不受大氣腐蝕，提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。通過以上的控制方案和防處治措施，在以后的箱梁預(yù)制過程中再沒有出現(xiàn)裂縫，并通過對裂縫的處治也不影響梁體的正常使用。結(jié)論：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫很常見，但可避免或減少，關(guān)鍵是在設(shè)計時，認(rèn)真驗(yàn)算，合理布置構(gòu)造鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋，對易出現(xiàn)裂縫的部位，通過施工過程的嚴(yán)格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數(shù)量，減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發(fā)展，使裂縫不至于對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，保證結(jié)構(gòu)的正常使用。因此，對于裂縫的問題，設(shè)計者和施工人員都應(yīng)予以重視。