大跨度连续刚构箱梁防开裂的施工技术

摘要：根据重庆黔江至湖北恩施高速公路阿蓬江特大桥施工实践，系统介绍了大跨度连续刚构箱梁防开裂施工技术。对于混凝土、施工等原因影响可能导致箱梁出现裂缝的成因进行了分析，有针对性的采取了一些裂缝预防和控制的措施，确保了施工的顺利进行。

关键词：大跨度连续刚构箱梁；裂缝；施工技术；预防控制措施

1工程概况

阿蓬江特大桥位于重庆市黔江区舟白镇县坝村，为重庆黔江至湖北恩施高速公路全线控制性工程，主桥为（90+170+90）m变截面预应力混凝土连续刚构箱梁。左右幅箱梁采用单箱单室截面，箱梁混凝土采用C55混凝土。预应力采用纵、横、竖三向预应力体系。大跨径连续刚构桥经常在施工中就容易出现不同程度的裂纹，造成大桥质量难以控制，给后期运营埋下隐患。在阿蓬江特大桥施工中，我们将防开裂施工技术列为重要研究项目之一，通过分析裂缝产生原因，完善施工措施，有效的避免了裂缝的产生。

2裂缝原因分析及预防控制措施

2.1混凝土原因

混凝土产生早期收缩裂缝的原因有：①水泥水化热影响。有的水泥比表面积较大，水化速度快、水化热集中、需水量大，夏季施工容易造成收缩裂缝。②外加剂选型影响。外加剂虽然能够减少拌和用水量，但部分外加剂质量较差，含有的有害物质会加大混凝土的收缩，混凝土由初凝到终凝的时间减短，短时间内水分急剧缺乏造成表面裂缝。③骨料影响。骨料含泥量过高、呈碱性，会随着混凝土的干燥出现不规则的网状裂缝。④配合比设计影响。水泥用量少，混凝土强度不能满足设计要求；用量太大，可能导致混凝土出现裂缝。泵送混凝土中砂率偏大、水灰比选择不当，造成混凝土和易性差、离析、浮浆、干缩等产生裂缝。预防控制措施：①选择合适的水泥品种、等级，避免采用早强水化快的水泥。阿蓬江特大桥采用重庆拉法基瑞安特种水泥有限公司P.O42.5水泥，经检测其主要矿物成分含量适宜配制连续刚构梁部的混凝土。②加强外加剂的质量控制，合理掺用外加剂尽量降低水灰比，水灰比越小，混凝土的收缩值越小，相应的收缩应力降低，提高了混凝土的整体抗裂性能。③黔江当地均为机制砂或水洗砂，但因细度模数达不到中粗砂要求，或者含泥量偏高，达不到配制高标号混凝土的要求。最后采用湖南岳阳洞庭湖黄砂，经试验满足要求。④优化配合比设计。混凝土配制尽量减少水泥用量，降低水化热作用；严格控制砂率、水灰比，结合现场原材料情况及时调整施工配合比，保证混凝土和易性。

2.2施工原因

施工产生裂缝的原因有：①混凝土振捣不规范，浇筑的均匀性和密实性差导致产生裂缝。②养护不到位引起收缩裂缝。③0#块方量大，内部温度过高或内外温差过大，产生温度裂缝。④夏季温度过高，混凝土水化速率过快产生裂缝。⑤拆模过早引起拆模裂缝。预防控制措施：①振捣要快插慢拔，注意振捣时间，避免过振或漏振，采用二次振捣技术，保证混凝土密实性。终凝前进行二次抹面以降低表面裂缝的产生。②加强对新浇混凝土的早期养护，采用土工布覆盖撒水保证构件表面湿润，减少早期收缩。③0#块长17m，高10.5m，方量达598m3，施工中水平分两次浇筑，尽量缩短两次浇筑的间隔时间。选择在温度较低的夜间进行。箱梁表面覆盖洒水、内部蓄水养生，防止温差过大引起裂缝。④重庆地区夏季温度高，特别是白天温度一般在35度以上，为降低混凝土入模温度，浇筑时间宜安排在夜间进行，避免高温的不利影响。⑤严格控制拆模时间，防止过早拆模产生裂缝。

2.3结构应力原因

2.3.1顶板裂缝

产生裂缝的原因有：①混凝土强度、弹性模量没有达到设计值提前张拉。②块段间凿毛不彻底，连接作用降低。③新浇混凝土水分向已浇混凝土过多扩散，产生干裂裂缝。④后施工节段受先施工节段约束影响。⑤相邻两节段施工间断时间过长，混凝土龄期相差大。预防控制措施：①在达到设计要求的混凝土强度、弹性模量后方可张拉。②加强块段间接茬面凿毛，清除浮浆和松散层，增加连接性能。③在浇筑混凝土前，向已浇筑混凝土接茬面洒水湿润，减少结合部干湿变化。④尽量采用低收缩混凝土。⑤合理安排工序保证节段间施工尽量连续。

2.3.2底板裂缝

产生裂缝的原因有：①底板内预应力钢筋下部混凝土保护层过薄。②底板钢筋安装不规范，整体性差。③顶板和底板受日照时间不同，内外温差引起底板开裂。④0号块与1号块间施工间隔过长，导致收缩差异，在端部产生裂缝。预防控制措施：①按照设计位置安装预应力管道，加密固定，保证下部混凝土厚度。②控制闭合箍筋及上下层主筋的连接钢筋施工质量。③混凝土浇筑完成后及时凿出通气孔，用以调节内外温差。④准备充分，尽量减少0号块与1号块间施工间隔时间。

2.3.3腹板斜向裂缝

产生裂缝的原因有：①模板安装不规范，浇筑时移动，导致腹板变薄而开裂。②在三向预应力体系中，竖向预应力损失过大容易造成主拉应力过大导致开裂。施工中导致竖向预应力损失严重的主要原因为竖向精轧螺纹钢延性差，长度短，张拉后预应力损失；张拉力控制不到位，存在漏张情况；预应力金属波纹管压浆不饱满；压浆、封锚不及时造成钢筋锈蚀。预防控制措施：①控制模板安装精度，固定牢固，保证腹板厚度。②施工中每根竖向精轧螺纹钢锚固后，必须进行二次张拉，采用张拉力与伸长量双控；严格控制压浆质量，张拉后及时压浆、封锚。

2.3.4齿板裂缝

张拉时对齿板混凝土产生冲切力，导致产生裂缝。施工中要严格按照设计尺寸、数量安装钢筋，加强混凝土振捣，保证密实性，浇筑完成后加强养护。

2.3.5锚垫板周围裂缝

主要原因为锚后加强钢筋安装不规范，锚垫板处混凝土密实性差、强度不足。要按照设计安装加强钢筋，加强锚垫板后混凝土振捣，混凝土达到强度后再张拉。

2.3.6合龙段裂缝

混凝土由于在边界约束条件下水化收缩，以及未达到设计强度前承受过大外力等原因形成裂缝。防止措施为按照设计要求施工合龙段劲性骨架；控制合龙温度，混凝土浇筑在一天中最低温度时进行；在合拢段混凝土中掺入适当的微膨胀剂，补偿混凝土硬化过程中的收缩；混凝土浇筑后加强养生。

3结束语

总之，大跨度连续刚构箱梁防开裂是一个复杂的技术问题。在阿蓬江特大桥箱梁施工实践中，通过提前分析裂缝产生原因，制定预防措施，加强施工质量控制，有效避免了裂缝的产生，为此类桥梁施工裂缝控制提供了一定施工经验。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）[Z].2004-06-28.

[2]中华人民共和国交通运输部.公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）[Z].2011-06-07.

[3]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1999.

[4]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社，2014.

作者:贺智 单位:中铁十七局集团第四工程有限公司