高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)

高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)

安徽省蕪湖市241000Summary：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鐵路工程也蓬勃發(fā)展起來(lái)。高速鐵路在建設(shè)中通常為嚴(yán)格控制地基沉降、少占用農(nóng)田、保護(hù)環(huán)境、跨越大江大河等障礙，在橋梁和路基工程技術(shù)比較之后，認(rèn)為鐵路橋梁是保證高速鐵路平穩(wěn)可靠運(yùn)行的最有效的結(jié)構(gòu)形式。在鐵路橋梁工程中，根據(jù)高速鐵路工期和技術(shù)要求，預(yù)制箱梁無(wú)疑是橋梁建設(shè)中的重要工作，預(yù)制箱梁質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)高鐵的建設(shè)質(zhì)量，因此對(duì)箱梁預(yù)制過(guò)程中的質(zhì)量管理和缺陷預(yù)防顯得尤為重要。Keys：高速鐵路；箱梁預(yù)制；施工裂縫；防控技術(shù)引言交通道路建設(shè)是我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)工程中的重要保障,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供重要了強(qiáng)有力的支持。隨著我國(guó)交通工程建設(shè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,橋梁的整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)建形式及其主要功能越來(lái)越復(fù)雜,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用,橋梁結(jié)構(gòu)便出現(xiàn)了很多問(wèn)題，其中預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁裂縫是威脅橋梁道路安全的重要因素。對(duì)于如何提高橋梁道路建設(shè)的安全性，如何對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)行更好的維護(hù)和保養(yǎng)，對(duì)整體橋梁工程建設(shè)具有十分重要作用，這也是本文主要論述的重點(diǎn)。1高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫原因裂縫大致可分為兩大類(lèi):荷載作用下的裂縫和非荷載作用下的裂縫。裂縫均在拆模之后出現(xiàn)，在此期間結(jié)構(gòu)無(wú)任何受力，因此可以判斷這些裂縫為非結(jié)構(gòu)裂縫，從而排除是由于結(jié)構(gòu)受力而產(chǎn)生的裂縫,這個(gè)階段可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的因素有：設(shè)計(jì)、基座沉降變形、溫度、混凝土、施工方法、環(huán)境等。當(dāng)這些因素導(dǎo)致的變形受到外界約束或不協(xié)調(diào)變形時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度后便會(huì)產(chǎn)生裂縫。具體針對(duì)本橋，從開(kāi)始澆筑到產(chǎn)生裂縫，由于許多因素是交織在一起的,很難明確區(qū)分某條裂縫具體是由哪種因素引起的，在先后通過(guò)基座澆筑前和澆筑后的測(cè)量結(jié)果排除了基座沉降變形，同一個(gè)項(xiàng)目其他橋梁所用已施工相同箱梁通用圖排除了設(shè)計(jì)原因。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土質(zhì)量、所用的施工工藝、同樣的預(yù)制場(chǎng)地的分析后，排除了這幾種情況造成裂縫的可能，最終確定是由于溫差過(guò)大導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。經(jīng)了解現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，高度懷疑是混凝土澆筑完成后，箱梁拆模前后現(xiàn)場(chǎng)用現(xiàn)抽的井水直接進(jìn)行養(yǎng)生。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫，用井水直接養(yǎng)生的溫度在5℃-8℃之間，而澆筑后混凝土水化熱溫度達(dá)到20℃-65℃。混凝土表面溫度下降很快，溫度的下降造成混凝土表面收縮。對(duì)腹板、底板而言，由于其表面與外界接觸面積大，同時(shí)腹板、底板的厚度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，表面與外界接觸，濕度大，當(dāng)溫度下降時(shí)，腹板、底板變形收縮小，底面與預(yù)制臺(tái)座接觸，底面受到預(yù)制臺(tái)座的彈性約束，表面混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力過(guò)大，因此產(chǎn)生裂縫。2高速鐵路箱梁預(yù)制施工裂縫防控技術(shù)2.1優(yōu)化施工材料預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的裂縫產(chǎn)生，很多程度上是由混凝土的性能決定的?；炷临|(zhì)量受到骨料、水泥和外加劑等原材料的影響。而這些材料又會(huì)受到原材料產(chǎn)地的影響。不同地區(qū)由于環(huán)境不同，材料的性能和酸堿會(huì)出現(xiàn)差異。混凝土在拌和過(guò)程中由于材料堿活性的高低不同，會(huì)對(duì)箱梁的鋼筋骨架造成一定的腐蝕，鋼筋的損傷會(huì)減弱箱梁的整體的承載能力，箱梁慢慢發(fā)生變形，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)裂縫就會(huì)出現(xiàn)。所以，選擇原材料時(shí)，一定嚴(yán)格控制其成分，減量選用堿活性較小的材料。不僅如此，材料的集配也會(huì)對(duì)混凝土的品質(zhì)造成影響，例如：粗骨料的針片狀含量和細(xì)骨料的品質(zhì)。在高品質(zhì)混凝土生產(chǎn)中，不可使用天然砂,由于天然砂的質(zhì)量無(wú)法把控，所以必須采用符合要求的機(jī)制砂。通過(guò)合理的級(jí)配保證混凝土的質(zhì)量，減少箱梁裂縫的產(chǎn)生。除此之外，混凝土的外加劑會(huì)對(duì)混凝土的性能造成改變，所以合理的使用外加劑能夠優(yōu)化混凝土的性能，從而減少裂縫出現(xiàn)的幾率。2.2嚴(yán)格管控澆筑前施工過(guò)程預(yù)防箱梁裂縫的產(chǎn)生不僅需要控制材料，同時(shí)要對(duì)混凝土澆筑前的施工過(guò)程嚴(yán)格管控。在現(xiàn)澆箱梁中，首先就是支架和模板的安裝。箱梁的施工要在支架上進(jìn)行，所以其穩(wěn)定性決定了施工過(guò)程的安全和箱梁的最終的質(zhì)量。在支架安裝前，要對(duì)地基進(jìn)行處理，消除沉降和彈性形變，同時(shí)模板支架的剛度必須滿(mǎn)足施工需要，對(duì)支架體系和地基的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算和預(yù)壓。在預(yù)制箱梁中，箱梁預(yù)制場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)尤為重要，要保證預(yù)制場(chǎng)地基承載力符合要求，防止在預(yù)制過(guò)程中出現(xiàn)地面不均勻沉降。箱梁臺(tái)座強(qiáng)度和剛度滿(mǎn)足箱梁制作需求。在綁筋中，箱梁的鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力筋的安裝也會(huì)對(duì)裂縫的出現(xiàn)產(chǎn)生影響。如果鋼筋綁扎位置偏移，會(huì)出現(xiàn)保護(hù)層不足，鋼筋或者鋼筋綁扎線(xiàn)外露的情況，鋼筋暴露受到腐蝕之后就會(huì)對(duì)承載成立造成影響，從而發(fā)生裂縫。所以在鋼筋的綁扎過(guò)程中，要嚴(yán)格控制鋼筋綁扎的精度和綁線(xiàn)接頭的處理。在安裝預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，要保證預(yù)應(yīng)力筋位置準(zhǔn)確且預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)無(wú)異常，避免在后期施加預(yù)應(yīng)力時(shí)造成對(duì)梁體的破壞。2.3對(duì)于溫度的控制措施對(duì)于溫度影響的嚴(yán)格把控是，是應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁裂縫的有效辦法之一。主要辦法有：可以降低水泥的總用量,以便于減少水化熱導(dǎo)致的溫度上升。并且對(duì)于施工或是施工之后的橋梁，要做好維護(hù)和養(yǎng)護(hù)工作。特別是對(duì)于保溫的控制工作。在冬季或是天氣比較還冷的地區(qū)施工時(shí)，要主要保持保溫不能下降的太嚴(yán)重，所以要進(jìn)行嚴(yán)密的覆蓋。當(dāng)遇到大風(fēng)天氣降溫時(shí)，要對(duì)新拆模的混凝土進(jìn)行保護(hù)，比如說(shuō)推遲拆模的日期。這主要是混凝土結(jié)構(gòu)一般都裸露在戶(hù)外的環(huán)境當(dāng)中，一旦遭遇強(qiáng)降溫,會(huì)導(dǎo)其表面的水分迅速被風(fēng)揮發(fā)掉,造成干縮效應(yīng),加劇了混凝土的收縮。2.4做好預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置安裝和張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的重要構(gòu)件，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道的設(shè)置時(shí)，要嚴(yán)格控制其曲率半徑的設(shè)計(jì)值，根據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算要求控制預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎曲曲率及線(xiàn)形。另外，在一定位置要適當(dāng)增加底板的厚度或者加大其截面尺寸，進(jìn)而有效預(yù)防結(jié)構(gòu)縱向裂縫的產(chǎn)生。預(yù)應(yīng)力的張拉也是一項(xiàng)十分重要的工程，在張拉過(guò)程中，要嚴(yán)格遵循張拉工藝的要求，保證伸長(zhǎng)率滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的實(shí)際要求，不可過(guò)度張拉。當(dāng)同一截面預(yù)應(yīng)力管道過(guò)多時(shí)，要分批次進(jìn)行張拉，張拉完成并檢查合格后要及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行注漿處理，切記不要過(guò)早注漿，否則會(huì)嚴(yán)重影響鋼筋的彈性模量，進(jìn)而導(dǎo)致后期結(jié)構(gòu)的變形及混凝土的開(kāi)裂。2.5做好混凝土的拌和及養(yǎng)護(hù)混凝土材料的質(zhì)量是結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的根本，因此，在混凝土的拌和階段就要嚴(yán)格控制其材料的比例和質(zhì)量。在初期材料的選購(gòu)上，要保證其符合國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量要求，在拌和時(shí)，嚴(yán)格根據(jù)要求控制混合材料的比例，在攪拌時(shí)，對(duì)于攪拌的力度和速度也要滿(mǎn)足要求，進(jìn)而從根本上保證混凝土的質(zhì)量。混凝土澆筑之后要做好必要的養(yǎng)護(hù)，根據(jù)相關(guān)的養(yǎng)護(hù)規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和氣候的影響等因素，選擇合理的養(yǎng)護(hù)方案，并保證其達(dá)到一定的養(yǎng)護(hù)期，在達(dá)到強(qiáng)度要求后再進(jìn)行使用，進(jìn)而確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。結(jié)語(yǔ)通過(guò)施工過(guò)程的嚴(yán)格控制，最大限度地避免混凝土開(kāi)裂，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的梁，特別是貫穿裂縫，采用化學(xué)材料灌漿進(jìn)行修補(bǔ)，經(jīng)處理后預(yù)制箱梁的單片粱承載能力達(dá)到了設(shè)計(jì)"正常使用狀態(tài)"的荷載標(biāo)準(zhǔn)要求。本工程后續(xù)箱梁在施工中落實(shí)了各項(xiàng)施工預(yù)防措施，有效地防范了預(yù)制箱梁混凝土開(kāi)裂和后期處理工作量，獲得了較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。Ref