预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策

2015-03-21邱丽燕李金平

黑龙江交通科技 2015年11期

关键词：腹板张拉箱梁

邱丽燕，李金平

(赣州市公路管理局信丰分局)

预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策

邱丽燕，李金平

(赣州市公路管理局信丰分局)

分析导致预应力混凝土箱梁桥腹板施工出现裂缝的原因，根据该原因研究了相关对策，提出合理建议。

预应力混凝土；桥梁施工；腹板裂缝

1 预应力张拉过程的应力监测

1.1 传感器的布置

在张拉过程中，为了更好的观察腹板内的应力变化状况，施工人员在浇灌混凝土前，要预估出会发生裂缝状态的具体位置，同时还需要建立四个光纤钢筋应变计，并与预应力钢束保持垂直的状态，另外还要建立一个光纤温度传感器，目的是方便对其做温度上的补偿。

1.2 预应力张拉与监测

在混凝土浇灌完成后，如果混凝土的强度符合设计强度的一半以上就可以对其进行预应力的施加，同时预应力的全部钢束都运用的是张拉应力与隐身量双控的形式，并且在预应力张拉过程中，预应力张拉一侧的槽口与锚下垫板都需要和预应力的钢束保持相互垂直的状态。其中，箱梁的腹板与顶板钢束需要从一侧进行张拉，底板的长束也是从一侧进行张拉，而底板的短束则需要从两端进行张拉。

2 裂缝的原因分析

2.1 设计因素

(1)箱梁设计规格不合理

在箱梁的设计过程中，如果没有准确的计算方式，则可以按照T形梁的规格做相应的处理。不过在现实状态下，箱型梁与T形梁之间还是存在差别的。如果T形梁在现实状态中受力的状况与力学的计算比较贴近，那么设计的主筋能发挥其应有的作用，并且横向的承载力对T形梁的影响作用并不是很大。而箱型梁则不可以，横向与纵向的承载力都对箱型梁起一定的影响作用，假如根据T形梁的实际规格来设计，则会出现裂缝的现象。

(2)非预应力钢筋设置不足

在设计过程中，设计人员对预应力钢筋的设计很注重，所以就忽略了对非预应力钢筋的设计，并且安排的数量也不充足。如果预应力箱梁中纵向或横向的预应力逐渐增大，则需要减少主拉的应力，如果箱梁中预应力的损耗超过一定限度，而由于缺少弯起钢筋，就会造成箱梁桥腹板有裂缝出现。

(3)预应力钢筋设计不合理

如果腹板的厚度不一样，则给给主拉应力带来不同程度的影响，如果施工时都采用相同厚度的腹板，那么桥梁底部的主拉应力就会增大，这种情况最能导致腹板出现裂缝，另外，如果腹板的厚度发生改变，一样会影响桥梁的质量。因此，在设计腹板厚度时要尽可能的分析在腹板内部的主拉应力。同时，纵向预应力的钢筋如果设计方案不合理，同样会给主拉应力带来影响，所以弯钢筋束的设立与裂缝的出现是有关联的。

(4)温度的影响

如果在设定温度时没有相关资料，则设定的温度差可以保持在+5 ℃，而且在箱梁的桥面上需要均匀分布。不过在现实状况下，因为桥梁的截面高度会随着桥梁的方向而发生转变，如果还继续按照设定的温度差进行，就会给跨中的温度梯度带来相应的不稳定因素，因此温差应力就会逐渐增大。

2.2 施工原因

在施工过程中，由于施工的不规范也会导致腹板出现裂缝，具体原因如下：

(1) 在安装模板时，如果安装位置不符合要求，就会在浇灌混凝土时产生变形现象，从而造成腹板的厚度没有达到实际规格。(2)在设计预应力钢筋张拉力的过程中，如果不根据规范标准进行操作，在安装波纹管时，波纹管所处的位置难以与设计位置相一致，从而给腹板的内部作用力带来影响。(3)灌浆过程中没有按照设计的要求操作，甚至有些施工人员并没有完成灌浆流程，大大降低了预应力的作用效果。(4)施工过程中由于地基不稳定，使桥梁的支架陷入地下，进而产生裂缝现象。(5)箱梁的骨架钢筋太密集，导致混凝土的强度不足。(6)施工结束后，由于不注重管理和保养，使混凝土的强度丧失，从而出现裂缝。

2.3 应力松弛的原因

由于桥梁的使用年限过长，钢筋的应力开始逐渐减小，再加上混凝土收缩严重，就会给箱梁的预应力带来损害，因此腹板会产生不同程度的裂缝。

3 裂缝的对策分析

3.1 优化设计

目前，我国在设计桥梁的主拉应力值时安全性能还不够规范，需要借鉴国外的相关设计。T形梁与箱型梁之间存在一定的差距，需要研究出更科学的计算方法。在研究温度应力的过程中，需要运用实际桥梁观测的方式进行分析，还可以根据我国及国外的设计标准进行操作。除此之外，对预应力钢筋的设计，需对弯钢筋束做合理的设置，对于纵向的预应力钢筋需要用单排或者双排交错的方式进行。在设计非预应力钢筋时，设计人员要严格按照标准来安排，从而协助预应力钢筋。在对腹板还有混凝土的设计上，不仅要符合设计标准，还需要满足相应的厚度与强度。

3.2 优化施工

在桥梁的施工过程中，为了避免腹板出现裂缝，首先需要严加管理，监督施工人员的施工过程，确保每一环节都符合设计标准。其次施工人员在浇灌混凝土过程中，需要观察混凝土的紧密程度，严格按照浇灌的顺序来掌握新旧混凝土的时间差，混凝土浇灌完成后，需做好后续的保养工作。再次，要检查桥梁支架的稳固性，施工时需要做桥梁承载力的测验，保证符合设计规格后才能开始使用。在混凝土的模板与桥梁支架的安装过程中，需要按照相关规定进行操作，安装的位置不能偏离设计标准，并确保安装后的稳固性。所有的施工顺序都需要按相关规定进行。最后，预应力的张拉也要符合设计标准，要保证孔道位置的准确性，实际的偏差不能超出规定范围之外。