体外索张拉过程中转向块混凝土开裂的解决措施

闫云友 李华萍

摘 要：巴拿马大西洋桥西侧引桥P33号与P34号桥墩跨间编号为0837号体外索张拉过程中，箱梁内靠近P33号墩一侧TSD34.3转向块底部位置的混凝土出现严重开裂，文章将分析转向块结构开裂所产生的原因并介绍施工现场采取的解决措施。

关键词：巴拿马运河；西侧引桥；体外索；转向块；混凝土开裂

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0114-03

Abstract： When the external tendon of 0837 between the piers P33 and P34 in west viaduct of Atlantic bridge in Panama is being stressed， serious cracks appeared at bottom of the concrete of TSD34.3 deviation block in the box girder close to Pier 33， this paper will analyze the cracking reasons taken place in the deviation block and introduce the solutions performed on site.

Keywords： Panama Canal； west viaduct； external tendon； deviation block； concrete cracking

1 工程概况

巴拿马大西洋桥（也称巴拿马运河三桥）横跨巴拿马运河大西洋入海口，连接北部科隆省首府科隆市与城市西郊，由斜拉桥主桥和两侧引桥组成，桥梁部分总长3159m。

该桥主桥为双塔双索面混凝土箱形梁斜拉桥，斜拉桥主跨530m，两侧边跨对称布置为181m+79m。西侧引桥部分，总包对部分跨径作了调整，调整后的的跨径组成（如图1，两侧引桥尺寸线下面括号里的数字为原设计跨径组合）为：通往玻利瓦尔路（Bolivar Road）侧（东侧）引桥跨径组成为12×45m+（74m+125m+74m）+（74m+2×78m+74m），通往加通路（Gatun Road）侧（西侧）引桥跨径组成为（74m+5×82m+62m）+78m+8×45m。其中两侧引桥中45米跨段采用连续顶推法施工。

2 西侧引桥顶推施工梁段体外索布置

图1中所示P41号墩至33号墩之间8跨45米梁段为西侧引桥连续顶推施工梁段，箱梁内体外索布置如图2所示。

3 转向器周围混凝土开裂及修复措施

3.1 转向器周围混凝土开裂情况

根据张拉数据记录表记录数据，西侧连续顶推梁段33号墩和34号墩之间45米跨箱梁内0837号体外索张拉过程中，在千斤顶张拉油压达到计算张拉力对应油压的97%时， TSD34.3号转向器周围的混凝土出现严重开裂，开裂情况如图3所示。

根据图2可知，0837号和0838号体外索本是作为日后桥梁加固或更换时的预留索，在桥梁新建时是不穿束的，但因与0838一组四根体外索中的832号索在P34号墩对应箱梁锚固区预埋钢管定位方向错误，导致拉索不能正常安装，因此改用预留索作为工作索。

3.2 转向块混凝开裂的主要原因

3.2.1 设计原因

在施工方提交的不合格报告中，对施工图转向块内加强筋的布置进行了检查分析，发现偏转器钢管尾端周围加强钢筋布置不集中，难以避免混凝土局部应力过大而失效。

3.2.2 施工原因

偏转器钢管定位不准确，导致体外索张拉时，转向器位置侧向受力大大增加，导致混凝土局部受力过大而失效。该桥施工过程中，施工方申请加大了管道安装位置允许偏差，将位置坐标（Y，Z）允许偏差由设计要求的+/-6.35mm加大至+/-20mm。虽然技术组并不赞同，但从施工中测量得到的转向器钢管安装位置坐标可以看出，实际偏差比申请更改后的偏差还要大。从表1列出的TSD34.3位置箱梁北侧（以箱梁顺桥向中心轴线为基准）一组四根转向钢管出口位置座标及偏差计算结果可以看出，转向器钢管在S3断面的位置偏差均比更改后的允许偏差大。

3.3 修复方法

（1）在开裂的混凝土块对需凿去位置划线，划线应包络所有裂缝，然后凿去所有的在张拉过程中产生的开裂混凝土。

（2）为了抵抗体外索张拉时产生的向外的横向应力，在箱梁内对称的两偏转块结构之间增加一断面尺寸为800mm×400mm（如图4）的横梁对结构进行加强，在横梁浇注的混凝土抗压强度达到50MPa后，重新对体外索进行张拉（加固并修复后的转向块见图5）。

（3）为了减小体外索张拉时转向钢管端部受力，在混凝土开裂区的混凝土移除后，在原混凝土破坏区的钢管端部外周墊一层软性材料（如橡胶），深度几厘即可，在体外索张拉时，软性垫层可以适应钢管部分变形，减小混凝土局部所受应力，在体外索张拉后，移除软性垫层，并用无收缩水泥浆填补转向钢管周围移除垫层后的空隙。

为了桥梁安全，对已建箱梁结构的相应预留索转向器位置进行测量，发现存在有同样安全隐患的结构，采用同样的加强方法进行补强。东侧引桥，在相应位置增加加强筋对结构进行补强。

4 结束语

根据设计，P33与P34号桥墩之间45米跨内0837和0838号体外索对应的孔道为备用孔道，之所以在桥梁新建时被用作工作索，主要是因为0832号体外索在P34号桥墩处箱梁锚固区内转向钢管预埋时严重偏离设计位置，导致索体无法正常安装，虽然施工方在钢管出口处增加转向纠偏钢管进行补救，但仍不能达到索体设计转向要求。在张拉0837号体外索时，TSD34.3转向块混凝土出现开裂，使引桥顶推施工段箱梁内转向钢管周围加强筋不集中及施工方加大管道安装位置允许偏差的隐患得以暴露，避免了在桥梁后期维护过程中起用并张拉备用索时引发安全事故，为东侧引桥体外索施工质量控制积累了经验。

参考文献：

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