预应力混凝土连续箱梁施工技术

刘文明

（平潭综合实验区交通投资集团有限公司）

预应力混凝土连续箱梁施工技术

刘文明

（平潭综合实验区交通投资集团有限公司）

近年来预应力混凝土连续箱梁在公路建设中发展的非常快，因为连续箱梁本身具有结构刚度好、变形小、经济性好等一系列优点，在市场中具有极强的竞争力，因此目前得到了广泛的应用。在以上背景条件下，本文结合笔者自己在路桥建设领域中的工作经验，基于目前预应力混凝土连续箱梁施工中非常多见的裂缝问题，从形成机理、施工工艺等方面对其产生的原因和防治措施展开了分析，着重强调公路工程建设施工过程中预应力混凝土连续箱梁施工技术的具体应用，希望可以为同行人士的研究带来一些参考或者借鉴。

预应力混凝土；连续箱梁；施工技术

随着我国社会经济的快速发展，城市交通建设步伐日益加快。预应力混凝土施工技术作为建筑行业发展的重要标志，体现了城市的建筑施工水平。预应力混凝土连续箱梁具有结构整体性好、跨径大受施工条件限制小、工程造价相对较低等特点，在城市交通设施建设当中得到广泛的应用。挂篮施工技术是新时代桥梁预应力发展过程中诞生的新型施工技术，具有结构轻、拼制简单方便、无压重等优点。在挂篮施工技术应用中，关键在于做好挂临时固结设计、挂篮设计和桥梁合拢段的施工控制技术，并且重视施工过程中一些重要工序的施工质量，只有做好这几方面的工作，才能对建筑工程的整体质量进行保证。

1　工程实例

某城市主干路大桥主桥宽16m，跨径布置90m+150m+90m，主桥11#、12#、13#、14#墩上部结构采用双幅变高单箱单室预应力混凝土箱梁。中支点梁高8.5m，跨中梁高3m，箱梁顶板宽15.8m，箱梁节段长度0#段为12m，其它节段长3～4.5m，共17节段，合拢段长2.0m。大跨度连续箱梁施工过程中的变形较为明显，并且本工程桥面无混凝土铺装层，无法通过混凝土铺装调整桥面线形，而是直接在桥面混凝土上摊铺沥青混凝土。因此，为确保沥青混凝土达到设计要求，桥梁线形控制要求非常高。此外，通过相关调查我们了解到，目前我国很多大桥在建成不久都出现了严重损坏，例如京珠高速公路湖南段上的某桥，在施工过程中多个桥墩箱梁的顶面都出现了裂缝。为了更好的保证工程质量，将箱梁外观控制工作做好，有必要针对箱梁质量问题展开深入分析，以减少裂缝和变形问题的发生。

2　预应力混凝土连续箱梁裂缝出现的原因

预应力混凝土箱梁构件因为受到温度、收缩变形等因素的影响，出现了混凝土内部应力，其应力一旦超过混凝土本身的抗拉强度，其预应力混凝土箱梁构件就会出现不同程度的裂缝问题。

2.1混凝土收缩变形

混凝土收缩裂缝问题在箱梁施工过程中是较为常见的，箱梁混凝土浇筑完成之后的4～5h，水泥的水化反应是最为激烈的，这时会出现水分极具蒸发的现象，如果表面水分蒸发率一旦超过泌水上升到表面的速率，这时就会出现塑性收缩问题，一般来说在终凝之前这种现象会比较明显。当混凝土结硬之后，因为混凝土表层中的水分已经损失掉，加上受到内部收缩小等因素的影响，表面收缩变形会自然的受到内部混凝土的约束，这时混凝土表面会承受一定的拉力。因为混凝土硬化初期极限抗拉强度是比较小的，如果拉力超过了抗拉强度，这时就会出现收缩裂缝的问题。

2.2因钢筋锈蚀产生裂缝

因为混凝土保护层厚度不足或者质量较差，保护层往往会受到二氧化碳的侵蚀，碳化至钢筋的表面，这样一来钢筋周围混凝土碱度就会大大降低；或者因为氯原子的接入，这时钢筋周围的氯离子含量就会大大提高，这种情况下也会破坏钢筋表面的氧化膜，最终导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀以后其产物的体积会增大2～ 4倍，钢筋周围混凝土就会产生膨胀应力，最终导致混凝土保护层开裂或者剥离。因为锈蚀问题的发生会使钢筋有效断面的面积大大减小，结构承载力会大大下降，进而引发多种形式的裂缝，进一步加剧钢筋的锈蚀，最终导致结构破坏现象的发生。

2.3现浇箱梁基础、支架变形及支架沉降

在基础施工过程中如果处理不当，可能会在外荷载的作用下出现不均匀沉降，进而导致裂缝的出现。如果支撑立杆分布不均匀，各部分的刚度分布就存在区别，这种情况下很容易会导致杆件弹性变形不均匀现象的发生，这是造成早期裂缝的主要原因。在浇筑过程中，支架不均匀沉降会导致裂缝的产生，这种裂缝将会对桥梁产生很大的危害，所以应该及时采取措施避免其发生。

2.4混凝土配比不合理

预应力混凝土连续箱梁多数情况下采用高标号混凝土，其跨径在20～40m箱梁的混凝土抗压强度设计值时50MPa，在设计混凝土配比时，很多施工人员比较保守，使用的水泥量比较大，导致混凝土收缩量也随之增大，产生表面裂缝。在对混凝土进行拌制时，如果砂石中含泥量超标，不仅会使混凝土抗渗性和强度降低，同时混凝土还会出现不规则的网状裂缝。

2.5荷载效应引起的裂缝

在设计过程中，因为计算或考虑不周密，或者结构尺寸不足、钢筋不合理等原因，都会产生箱梁受力裂缝。一般来说，受力裂缝的产生和受力钢筋呈一定角度的横向裂缝，这种问题的出现主要是因为局部粘结应力过大而产生的，同时沿钢筋长度也会出现粘结裂缝。

2.6模板变形、侧模及内膜拆除时间过早

箱梁内膜在使用过程中很容易出现损坏，如果这时没有对其进行及时的修补，就可能会在浇筑过程中因为支承刚度不足而出现变形，在混凝土几乎没有强度的情况下，顶板混凝土可能会出现下陷的问题，进而出现裂缝。加上在对钢筋骨架进行绑扎的过程中，对尺寸的控制并不准确，箱梁局部的厚度会减少，同时应力会相应集中，这时很容易会出现裂缝问题。如果混凝土抗压强度不能达到规范要求，这时将侧模、内膜拆除，因为操作时发生振动裂缝也会相应停止。

3　预应力混凝土连续箱梁裂缝的防治措施

3.1对钢筋配置进行完善

设计人员应对细节设计问题进行详细的检查，尤其是在力筋和钢筋布置过程中必须与保护层和间距数值要求相符合。在实际施工过程中，施工人员应对施工图纸进行认真审核，一旦发现不足应及时的提出合理的变更申请和处理措施，尽量避免因为这种原因出现的裂缝。

3.2混凝土配合比及材料选择应合理

在设计混凝土配合比时，不仅要满足强度、坍落度的要求，同时还要对混凝土收缩变形、箱梁不同阶段产生的温度应力等因素进行充分的考虑，将混凝土变形特性作为保证混凝土质量的重要指标，尽量减少对水泥的使用，同时最大程度的降低砂浆和水灰比含量。

3.3对混凝土浇筑时间进行合理选择

对混凝土浇筑工序和时间进行合理安排，按照箱梁浇筑顺序进行浇筑，同时两次浇筑之间的时间最好可以控制在7d之内，这样可以避免先浇筑混凝土对基岩产生的约束作用。此外，浇筑最好可以避开白天的高温时段、雨天、大风等不利天气。

3.4对合理施工发难进行合理制定

脚手架地坪应接受加固处理，将支架搭设好以后再进行预压，并有效控制桥墩基础的沉降量，对各墩台基础沉降量进行合理控制，保证其沉降差不能超过限定值。在施工过程中脚手架地基一定要处理均匀，同时下卧层不良土层应进行相应的加固处理，并针对桥墩基础沉降量进行合理控制，这样才能保证墩台基础沉降量始终处于相应范围内。如果连续箱梁采用高强混凝土，则应对施工过程中混凝土水化热问题加以注意，还要对水化热较低的硅酸盐水泥进行使用。

3.5对拆模及落架时间进行控制

过早拆除现浇结构模板及支撑，可能会引起梁板结构开裂，内膜拆除时间应结合现场混凝土强度等进行确定，不能过早的将内膜和侧模拆除。此外，一般来说现浇梁落架的实践应该在完成管道压浆施工之后进行。

4　结语

综上所述，预应力混凝土连续箱梁裂缝是比较普遍的问题，但是很多情况下都可以得到避免，在设计过程中应进行认真的验算，对钢筋或者预应力筋进行合理布置，合理使用预应力混凝土连续箱梁技术，就可以最大程度的避免裂缝或变形问题的发生。此外，对于已经出现的裂缝，应对裂缝的发展情况进行合理控制，进一步保证整体结构的正常使用。

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