大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂和远期下挠控制

白 文 豹

(朔州路桥建设有限责任公司,山西 朔州 036000)

大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂和远期下挠控制

白 文 豹

(朔州路桥建设有限责任公司,山西 朔州 036000)

大跨预应力混凝土箱梁桥施工在道路桥梁施工中比较常见，在实际的施工过程之中也存在一些问题，尤其是早期开裂和远期下挠这两个方面尤为突出。结合自己的工作经验，对早期开裂和远期下挠控制进行了概述，在此基础上提出了大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂和远期下挠控制的具体措施，希望本文的论述可以对我国桥梁施工带来一定的借鉴。

箱梁桥，早期裂缝，远期下挠

1 大跨预应力混凝土箱梁桥的开裂和长期下挠

1.1大跨预应力混凝土箱梁桥施工中的悬臂施工法

自20世纪50年代，建筑行业开始使用悬臂施工法后，预应力混凝土箱梁桥的建设得到了快速发展。在悬臂施工法的施工过程中，一般先从目标桥梁的中部开始作业，在完成中间部分的施工后，再按照从中间向两侧同时进行的原则进行其余部分的施工。在悬臂施工法中悬臂浇筑是最基本的浇筑方法，通过在施工过程中构建挂篮系统，从而保证悬臂浇筑过程中能够有一个安全稳定可靠的工作平台作为支撑。常见的挂篮系统由承重梁、锚固装置、悬吊模板、行走系统组成。悬臂施工法在应用中具有较多优势，首先悬臂施工法从中间向两侧施工，能够大大提高施工效率，减短施工工期。其次，从中间开始施工能够避免两侧向中间施工方法中两侧实现对接的难度。再者，利用悬臂施工法能够更方便进行施工管理，保证施工有条不紊进行。但是同时，悬臂施工法也容易导致箱梁桥出现开裂和长期下挠的现象。

1.2大跨预应力混凝土箱梁桥的开裂现象

在实际情况中，混凝土箱梁桥出现早期开裂现象的原因比较复杂，桥梁在使用过程中往往会面临着十分复杂的环境，因此桥梁开裂往往由多种因素造成。主要原因有以下几点：1)受力裂缝，就是指由桥梁各部分的受力不均匀而导致的开裂。2)非受力开裂，主要是指由于拆模、错误养护、混凝土在环境作用中的收缩现象等而导致的桥梁开裂。此外，按照裂缝出现的时间，还可以将开裂现象分为施工阶段的裂缝与桥梁正式运行中出现的裂缝。混凝土箱梁桥的开裂现象会严重影响到桥梁的使用寿命与使用安全，甚至严重的会出现安全事故。图1为常见的大跨预应力混凝土箱梁桥开裂现象中的箱梁底板层离现象。

1.3大跨预应力混凝土箱梁桥的长期下挠现象

大跨预应力混凝土箱梁桥的长期下挠现象也是一个比较普遍的现象，长期下挠会导致桥梁内部结构变形，破坏桥架结构的稳定，从而影响桥梁的使用寿命。此外，在实际情况中，桥梁的下挠现象往往是一个潜移默化的过程，需要长时间的作用才会表现出来。因此，箱梁桥的长期下挠往往比较难以防治。根据研究显示，造成桥梁下挠现象的原因主要有桥梁混凝土箱梁开裂现象、桥梁结构的预应力损失超过临界值、设计方案不合理、施工质量存在缺陷等。而按照桥梁出现下挠现象而导致裂缝现象的时期不同可以分为施工期出现的下挠裂缝问题和运营期出现的下挠裂缝。其中在运行期间出现的下挠裂缝问题往往比较难以察觉，同时在长期作用影响下也容易造成较为严重的桥梁安全事故。图2中科罗·巴岛桥的倒塌事故就是常见的由于长期下挠问题导致的桥梁崩塌事故。表1为预应力损失对最大下挠量的影响。

表1 预应力损失对最大下挠量的影晌

预应力损失量/%最大下挠量增幅/%备注14-1．9现行模板18-2．53223-3．16527-3．8100预应力损失增加约1倍31-4．413440-5．7201预应力损失增加约2倍

2 大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂和远期下挠控制

2.1大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂现象的控制

目前，在大跨预应力混凝土箱梁桥早期开裂现象的控制中主要采用的手段是控制施工过程中水化热情况。有以下几点需要注意。首先，需要做好混凝土的优化配比工作，在保证混凝土结构稳定的情况下，在原材料的选择上要尽量选取低热水泥，并且在混凝土的配置过程中可以适当掺入一定数量的粉煤灰，从而减少水泥的用量。其次，在施工过程中为了能够满足降低混凝土早期水化热温致效应的目标，需要在施工过程中在混凝土中掺入一定的缓凝型高效减水剂来降低温致效应。需要注意的是，减水剂的具体使用量需要根据实际情况来决定，要根据施工环境以及水泥的性质来决定。再者，需要注意入模温度的下降，这是降低水化热的重要手段，在夏天的施工过程中，应该将混凝土原料放置于阴凉区域，混凝土搅拌使用的自来水也应当先经过一定的冷却步骤再投入使用，并且需要注意的是在夏天的施工中需要将混凝土浇筑工作安排于夜晚时间进行。然后，在施工现场要做好管理工作，保证混凝土部件在施工过程中能够实现夏季保湿、冬季保温。最后，需要做好温度监控工作，一般情况下，我们要求混凝土的浇筑工作需要在30 ℃以下，外界气温较高时可放宽至35 ℃以下，而混凝土内部的温度则需要控制在65 ℃以下。一旦超过这些温度指标，施工单位都应该及时采取措施进行降温。在温度控制工作中主要有以下措施:1)在施工材料采购中选择水化热水平较低的水泥，目前较常使用的有拌料水泥。2)在施工现场配置深水井，在混凝土搅拌中采用温度较低的井水进行制备混凝土。3)在分层浇筑混凝土的过程中要尽量减小混凝土浇筑的分层厚度，保证混凝土浇筑能够利用浇筑层面散热。4)应当在混凝土完成初凝后立即在表面覆盖保温材料，控制内外温差小于20 ℃。

2.2大跨预应力混凝土箱梁桥的远期下挠控制

施工和监控是大跨度桥梁施工中下挠处理的两点重要内容。首先是施工过程中的下挠处理，重点在于施工技术和施工工序的规范，确保桥梁施工顺利进行，促进施工技术水平的提高。以桩基为C30混凝土的大跨径预应力桥梁工程为例，需要根据具体的工况确定下挠控制方法，控制混凝土的坍落度在合适的范围之内，还可以对桥梁混凝土的加载龄期进行适当的增加，待混凝土规划完毕之后方可进行跨中预应力管道的定位，还需要及时进行预应力的张拉。需要注意的是压浆的质量和密实性，避免由于压浆问题导致的下挠施工质量问题。真空压浆的方法目前应用范围较广，该技术可以有效确保压浆的密实度和压浆施工的稳定性。压浆完成后还需要对不同阶层的混凝土的接缝情况进行观察，可以利用凿毛对竖向接缝进行处理，待接缝浮浆之后方可进行桥梁跨中的合龙施工。为了减少混凝土的收缩受力需要对两岸的箱梁进行顶推，使桥梁跨中柱墩结构向两岸偏移。第二，在施工过程中要做好对于下挠现象的控制工作。这一点主要表现在施工过程中的各项监督措施中，首先，施工单位需要建立完善的监督制度，设立专门的监督小组来进行施工过程的实时监督，这就需要监督小组成员牢固树立下挠控制的思想理念，严格把握施工过程的每一项步骤。其次，在施工监督中要严格按照国家相关标准来进行审核，依照施工计划与施工图纸来监督混凝土施工的方方面面。要保证在施工过程中能够对施工作业进行不定时的第三方抽查，在这一过程中需要监理单位充分发挥自身作用，从而利用有效的外部监督来保证质量的有效控制。对于大跨预应力混凝土箱梁桥的远期下挠控制来说，需要将施工技术的把握与施工监督的实行结合起来，从而保证施工质量的达标，以减轻或避免下挠现象。

3 结语

随着我国现代化建设事业的不断发展，我国在发展规划中对于大跨预应力混凝土箱梁桥的建设也越来越重视，因此需要我们重视在大跨预应力桥中存在着的问题。目前，早期开裂和远期下挠现象是影响我国大跨径桥梁使用寿命与使用质量的主要问题，因此我们需要积极探讨相应的解决措施来控制。通过在施工技术与施工管理两方面的共同努力来实现早期开裂和远期下挠现象的控制，从而保证我国城市化建设过程中能够有效控制桥梁基础工程的质量。

[1] 王康建.波纹钢腹板预应力混凝土组合曲线箱梁桥的特点与优越性[J].建筑，2017(2)：96-98.

[2] 傅志勇.顶推法在“类双层”预应力混凝土连续箱梁桥施工中的运用分析[J].低碳世界，2016(2):123-124.

[3] 何伟南.超载超限对公路预应力混凝土箱梁桥正常使用性能的影响[J].湖南理工学院学报(自然科学版)，2016(3):32-33.

Concreteboxgirderbridgeearlycrackingandlong-termdeflectioncontroloflargespanprestressedconcrete

BaiWenbao

(ShuozhouRoadandBridgeConstructionCo.,Ltd,Shuozhou036000,China)

The construction of large span prestressed concrete box girder bridge is more common in the road and bridge construction, in the actual construction process also has some problems, especially early cracking and long-term deflection of these two aspects is particularly prominent. The author combines his experience of early cracking and long-term deflection control are summarized, and puts forward some specific measures of concrete box girder bridge early cracking and long-term deflection control of large span prestressed concrete, hopes that this paper can be on the bridge construction in China with reference to.

box girder bridge, early cracks, long-term deflection

1009-6825(2017)28-0178-03

2017-07-22

白文豹(1983- )，男，工程师

U448.213

A