特大橋預應力混凝土裂縫的預防和施工控制

老莊河特大橋預應力混凝土裂縫的預防和施工控制

中鐵四局黃延高速公路項目經理部二○○五年六月十五日一、工程概況黃延高速公路老莊河特大橋位于陜北黃土高原南部洛川縣境內，橋址處溝壑縱橫，地形崎嶇。該橋橋跨布置為95m+4×170m+95m，為預應力混凝土變截面連續(xù)剛構橋，最高墩身105m。老莊河特大橋由左右分離的兩個單箱單室截面組成，主梁跟部高度9m，每個T形剛構由22個對稱懸灌塊段，塊段長度從3.0m～4.0m逐漸調整，梁段高度從9m～3.2m逐漸變化。箱梁底板寬6.5m，頂板寬12m，翼緣板懸臂長2.75m；箱梁端部設內橫隔板外，其余部位均不設內橫隔板。箱梁分別設縱向、橫向、豎向三向預應力，縱向預應力鋼絞線束有22φj15.24和25φj15.24兩種，最大長度將近170m。1、材料原因造成的裂縫⑴對原材料質量控制不嚴格，排除配合比因素外，混凝土用粗細集料含泥量過大，集料顆粒級配不良，使混凝土內部不均勻密實，存在微間隙，易造成混凝土收縮的增大，誘導裂紋甚至裂縫的產生。⑵骨料粒徑越細、針片含量越大，水泥等級越高、細度越細、早強越高等均是導致結構砼產生裂紋的因素，但正常情況下，不會因為其中的一兩項導致裂縫。⑶混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，選用早強型減水劑或礦渣硅酸鹽水泥、快硬水泥，也會相應增加導致裂紋幾率。二、高墩大跨連續(xù)剛構混凝土裂縫成因2、混凝土配合比設計原因產生的裂縫⑴設計中水泥等級或品種選用不當。⑵配合比中水灰比(水膠比)過大，單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。⑶配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離析、泌水、保水性不良，增加收縮值。⑷配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。3、施工及現場養(yǎng)護原因⑴混凝土澆筑的勻質性可減少裂縫的產生，特別是泵送工藝的應用，為保證特大橋梁部重點部位混凝土質量，一方面考慮施工速度等原因外，另一主要原因是盡量保證澆筑混凝土的勻質性。在現場澆筑混凝土時，如振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。⑵大體積混凝土澆注，對水化熱計算誤差、現場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫。⑶高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。⑷對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。⑸現場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。⑹現場模板拆除不當或拆模過早引起拆模裂縫。⑺現場預應力張拉不當(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。⑶高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。⑷對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。⑸現場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。4、結構應力產生的裂縫⑴塊段之間橫向裂縫塊段之間的橫向裂紋，一般是由于塊段接茬混凝土的聯(lián)結強度偏低，或掛籃下沉量過大造成的，或塊段接茬不平順造成的，表現如下：①塊段接茬混凝土的聯(lián)結強度偏低，是由于混凝土表面鑿毛不徹底，或新澆筑混凝土水分向老混凝土過多擴散水分，產生干裂裂縫。②在混凝土澆筑過程中，掛籃下沉量過大，對已初凝混凝土造成擾動，降低接茬混凝土強度，產生裂縫。③塊段接茬不平順，形成錯臺現象，形成應力集中部位，產生裂縫。⑵在1/4跨度附近斜向裂縫這種裂縫一般是由于剪應力過大，主拉應力超過混凝土的抗拉強度而造成的，有時也與構造鋼筋的布置有關。當荷載增大時，裂縫會逐漸向受壓區(qū)發(fā)展。在開裂嚴重的情況下，裂縫可能沿腹板貫通。⑶腹板下彎束位置貫通裂縫這種裂紋一般是由于預應力或截面尺寸設計不合理，導致混凝土壓應力過大，腹板的抗剪強度偏低造成，有也與施工質量有關。⑷?？v向姿預應越力錨椅下位月置縱獵向貫容通裂聾縫這種淺裂紋蓄一般罩是由窮于預極應力袋設計番噸位守過大?；蚪匚幻娉咄绮惶藕侠砼牛^卡下混重凝土棕應力學過于彩集中碰造成蘋的，泊有時菠也與款施工參質量低有關崗。⑸重底板絲式縱向禿預應向力齒拖板位右置的數腹板終斜向艦裂縫這種導裂紋裹一般摟是由苦于設質計不戀合理絲式造成繳，底歇板縱包向預鬼應力已與腹狹板預坑應力沾布置武時，閥形成纖集中粒力后煎的混黃凝土慶受拉例區(qū)應蹲力疊呼加，虎形成屢斜向芬裂縫頭。⑹雁合攏跡段橫殿向收砌縮裂強縫這種寶裂縫沉一般隊是由掀于混漂凝土厲在邊懸界混罷凝土著約束職條件繁下，殲混凝扭土在也空氣榜中水斧化收凈縮，餅形成透沿塊色段接凈茬處旱的收嗚縮裂愉紋。以下投為幾陳種常狹見裂接紋圖飛片：1/襪4跨候主拉山應力燃引起音的裂口縫腹板粒下彎太束貫聾通放璃射裂顧縫1、勒材料動選擇扣和混鼓凝土找配合軌比設中計方付面原瘡因產靜生的墳裂縫蠅的預顧防和雞施工丙控制⑴幫根據正結構桃的要臘求選塞擇合崗適的書混凝馳土強培度等集級及延水泥隆品種經、等乎級，扶盡量佳避免量采用游早強魯高水倚化快重的水螞泥。斜所選營用秦迫嶺牌譯水泥庫物化榮數據蛙為：滿C3鍵S含定量平京均為索48礎％～屬52漠％，礎C3府A含踢量平注均為儲6％漸～7難％,右C欄2S熱含量襲平均余為2妨1％紙～2冰7％奶,其長主要沖礦物瞎成分棗含量遙適宜某配制鐵連續(xù)餐剛構缺梁部沫的混惑凝土辣。⑵哪選用醒級配雙優(yōu)良叛的砂碧、石性原材找料，粘含泥秧量符源合規(guī)速范要欣求,盆所選嬸用集蝕料的傻堿活史性檢識測試莖件膨介脹率憑為0反.0電8％固，為建非活里性集按料。三、障老莊下河特捎大橋旱裂紋何預防兇與施作工控獅制⑶箱積極飲采用帖摻合通料和命混凝搞土外鉤加劑居。摻題合料宮和外悼加劑領目標紫已作復為混慰凝土洽的第韻五、吊六大蠅組份兆，可裙以明皺顯地謙起到素降低競水泥敏用量亦、降洋低水瓦化熱收、改熊善混蜓凝土晃的工奇作性識能和喜降低煎混凝渣土成赤本的摘作用狗，但贈要堅副決避為免使恐用早杯強型較外加耀劑。⑷秤配合簡比設含計人廳員應關深入享施工癥現場銷，依鴿據施覺工現俘場的跨澆搗衛(wèi)工藝醫(yī)、操省作水降平、抬構件伐截面李等情蒜況，濟針對低現場爬的砂斯、石喪原材灶料質壤量情板況及帖時調市整施衡工配受合比答，協(xié)虜助現璃場搞盯好構私件的煮養(yǎng)護訊工作捉。杜晨絕含社泥量占、風廣化石廊、山絞皮等載含量常超標瞧的地買材進罪場；蹈為保班證水炒泥活鋼性穩(wěn)虎定，胖在有秒限的探場地漠中力盲爭增際加庫擠房面艙積以絞增長幼水泥雙庫存諸時間拌；尤桿其從創(chuàng)生產架源頭勻加強寬外加遷劑的盯質量污控制垂，保仇證外斯加劑甜的有良效減非水成任分必抗須為燥萘系傅與氨憐基磺樓酸鹽繞復合湊物、綢緩凝叨成分運必須色為三炒聚磷登酸鈉繭與聚帶乙烯傾醇、鬼引氣譽成分彼必須屠為松止香熱幸聚物歉，防塞止混員入其男它廉全價替劣代品茶增加撇質量江隱患討。⑸偉正確繼掌握色好昆欠凝土葵補償孔收縮凝技術膝的運咬用方堵法。拜對膨胃脹劑痕應充殼發(fā)考劉慮到帖不同拐品種蹄、不瞧同摻孔量所漸起到未的不喊同膨水脹效絨果。律應通渣過大智量的彩試驗噴確定寧膨脹牽劑的衡最佳圓摻量樣。⑹殼對配集合比益試配掙完畢序的混昆凝土謹進行誓抗裂奧性試籮驗竿，如愛下圖氧：⑺咸混凝壺土彈盒性模墨量的英早期懇發(fā)展見下伴圖：2、包施工泳及現年場養(yǎng)瓦護原乓因產竿生的薄裂縫留的預免防和價施工昆控制⑴濫澆搗窄工作欣：澆譽搗時擊，振擁搗捧急要快薯插慢半拔，遺根據糕不同籃的混塊凝土障坍落推度正印確掌借握振郵搗時肉間，賓避免烘過振龜或漏更振，表應提灣倡采養(yǎng)用二震次振費搗、妄二次澡抹面睜技術寄，以陷排除先泌水南、混惜凝土床內部鍬的水宿分和拐氣泡棗。⑵赤混凝搞土養(yǎng)抄護：槽在混爬凝土低裂縫銹的防到治工師作中壁，對原新澆渡混凝想土的擊早期巡壽養(yǎng)護炸工作數尤為稱重要騎。以懷保證疾混凝臺土在庭早期繼盡可晨能少技產生牲收縮內。主治要是纖控制耕好構床件的臟濕潤秧養(yǎng)護暈，對濕于大應體積嗓混凝蜜土，構有條派件時趙宜采鋪用蓄匪水或肚流水饞養(yǎng)護傻。養(yǎng)醫(yī)護時置間為偉14權—2芒8天互。⑶混彎凝土傾的降理溫和禁保溫澡工作古：對出于厚拍大體稿積混暗凝土逃，施肺工時煎應充勤分考攀慮水萍泥水趙化熱幅問題標。采每取必排要的哈降溫拳措施賢(埋僻設散避熱孔唐、通攏水排掙熱等唯)，必避免倘水化住熱高穩(wěn)峰的六集中光出現脾、降小低峰舟值。簽澆搗獨成型抽后，稍應采餓取必育要的彩蓄水怠保溫深措施棚，表悲面覆叔蓋薄格膜、誼濕麻圣袋等后進行少養(yǎng)護顛，以抬防止煤由于魔混凝始土內掌外溫盟差過別大而超引起毀的溫地度裂慰縫。銷老莊緣瑞河特碗大橋玻箱梁癥0號捕塊均漁屬大販體積剝混凝亡土，飄0號來塊部妹分施觸工主潔要集涉中在帖冬季聞，通撞過冬因季施騎工措馬施保肌證混修凝土必澆筑合溫度欄及養(yǎng)籠護條挑件，給養(yǎng)護樓期間怨外部恩溫度索控制漏在5遮℃以蠅上，誓通過撐模擬半0號和塊結蛙構尺幟寸實鎮(zhèn)測混佩凝土寬水化捆熱產洽生的近內部塊溫度躲過高男(達漆到7贊5℃違)，逼見圖域3所使示?？鄡韧庀鳒夭钅崽缶?，易酸造成尼裂紋嗎，需政采取高內部惰降溫飄方法柴，在臉征得甚設計逝部門屢同意葬后增稿加4漲層循壞環(huán)水圾冷卻揮系統(tǒng)較，保蜘證混蕩凝土抖內外展溫差倒控制損在2途3℃徑以內舌，7針日后娃混凝桃土的虹強度蹦及彈畫性模置量達針到設程計標遮準后五方可麻不再真養(yǎng)護祥。⑶斥混凝拌土的涌降溫拍和保蘭溫工抱作：欲對于慚厚大底體積軋混凝火土，腐施工舞時應源充分茫考慮訂水泥瓦水化雅熱問灰題?？挡扇∶⒈匾蔚慕底卮雲捠?久埋設拒散熱帽孔、召通水侄排熱稻等)下，避屯免水猜化熱都高峰挪的集陽中出鼻現、紀降低銷峰值俗。澆攪搗成該型后移，應君采取瘋必要搶的蓄秘水保鴨溫措拿施，湊表面萄覆蓋寒薄膜畏、濕格麻袋殖等進朱行養(yǎng)永護，首以防紛止由微于混疫凝土秧內外欣溫差幫過大左而引專起的馳溫度賢裂縫榮。老私莊河芒特大裝橋箱鞠梁0席號塊黎均屬啦大體卻積混遭凝土秤，0紫號塊桌部分級施工骨主要唐集中岔在冬伙季，怒通過蟲冬季椅施工識措施丘保證單混凝痰土澆蔑筑溫辨度及華養(yǎng)護仍條件序，養(yǎng)芬護期貸間外廣部溫伴度控吸制在供5℃錢以上樓，通搬過模愧擬0徐號塊兄結構籮尺寸講實測蔽混凝跡土水證化熱抹產生樸的內章部溫殺度過疊高(背達到予75捕℃)伏，見企附圖船所示豪。內古外溫浪差太跑大，讀易造熊成裂萄紋，臺需采落取內柜部降心溫方對法，岡在征沫得設勁計部籠門同親意后盛增加乖4層塑循環(huán)鐘水冷質卻系徒統(tǒng)，請保證岡混凝妨土內邊外溫坦差控匹制在櫻23菠℃以糠內，纖7日錘后混鮮凝土逼的強關度及臘彈性詢模量壁達到保設計跑標準竟后方蝴可不伶再養(yǎng)亡護。實測趕混凝咬土最雪高溫挖升（革體積觸為1物.2咳*1怨.2曾*1坡.2綱m3憑）⑷向避免報在雨稅中或謊大風粘中澆汗灌混毯凝土⑸貫夏季緒應注錘意混仍凝土熔的澆葵搗溫敗度，細采用鉛低溫勵人模茄、低駕溫養(yǎng)桶護，鵝必要寒時經狼試驗有可采健用冰學塊，經以降揀低混唱凝土辛原材詳料的額溫度置。盡鵲量降僅低混匪凝土殃的入岔模溫戶度，向以期影降低徑混凝攀土水攤化速當率且睛使水謙化能掏夠均掠勻進營行。3、敗結構舒應力孩產生紅的裂激縫的案預防蒼和施脂工控旋制⑴廊塊段聯(lián)之間枝橫向徑裂紋榨的預瘦防和拳施工肺控制①仇對于誰塊段遇接茬儉混凝尊土聯(lián)揪結強每度偏益低造耀成的香裂縫肆，首法先，穿在混陣凝土耕達到源規(guī)定經強度獨后進園行接牽茬混場凝土濤表面歪鑿毛影，清因除浮仇漿和灑松散承層，演增加毀聯(lián)結氏性能闊；其設次，溝在澆跪筑新坐混凝隔土前籌，向邀已澆菊筑混遞凝土澆灑水乳濕潤那，減抹少接環(huán)茬面沿混凝火土的鎮(zhèn)干濕段變化頃，使慶接茬常處混預凝土糊具有狐保持遠較好富的保腎濕性裂。②耀對掛趨籃下攀沉量瘡過大斬造成癢的裂咱縫，淋首先蛙，在土掛籃斷的設嚴計階餐段，浩提高嫩掛籃購剛度寺，減鑄小下子撓度牙，老著莊河巷特大統(tǒng)橋掛瞇籃在莊17劑5t炒的設赤計荷滾載下限，最凈大下棚撓度靈為1憶7m賴m，鉗能夠過滿足居裂縫搏控制椒要求通；其馬次，栽在掛伶籃的猴使用壟階段嗽，掛從籃的翻節(jié)點背和支扛撐部盯位要嚼求受抹力簡泳單、說明確巡壽，不快得在礦混凝蔬土澆直筑過希程中寒發(fā)生貨突然罷的沉瞎降。③元塊段井接茬群不平涉順造俘成的參裂縫栽，在限混凝螞土表制抹面煮時，耳確保遠接茬虛平順戰(zhàn)。⑵遵在1丹/4射跨度遲附近蓮斜裂偷縫的耕預防政和施忍工控撐制由于勇連續(xù)舉的混羅凝土薯結構泛存在賴次內密力的倒再分控配問掛題，迷施工學過程等中的匆影響帆因素肝很多駱，在戀裂縫普出現閃后要飄準確民找出蠅原因躍比較光困難講。在賽設計挨時首巡壽先合梢理確菌定中回、邊倦跨比稀，加惜強1泡/4征跨度雨處的柔剪應敘力和擇主拉個應力到檢算頑，適匠當增伶加箍終筋的膀配置垃，對帆連續(xù)爪結構我的豎蓋向預寒應力娘筋，按要充笑分考海慮有痛效預外應力蜻的作慶用效怕果。⑶擇施工姐時，剝在腹跑板的闊下彎伶束端顫頭增鏟加閉淚合箍傾筋，洽增加羞混凝頑土的老抗剪冤能力嚴；混步凝土飛的張怨拉強廈度要南求達盞到設室計強衰度，們同時對要求絡混凝諒土在指張拉乳時，序混凝停土的你彈性洪模量亡達到骨設計財規(guī)范勇要求獨；在勿確定醒下彎遲束張柳拉順限序，憐由常閣規(guī)的尖先縱竿向、占后豎府向、司最后服橫向五的順巨序，稼變?yōu)閶鹣蓉Q簽向、水后縱患向、梨最后戚橫向招的順肝序，藝張拉枕下彎筐束前念，預午先提永供部關分抗贈剪力排。⑷競縱向哪預應霞力錨病下位炮置縱綱向貫宴通裂唇紋的爺預防揮和施公工控掠制設計蹦時，膚在布邪置錨擋下螺桿旋鋼年筋的飽同時毅，增兵加了窗錨下掘鋼筋慰網片卡。施航工時叼，準擾確安蹈裝錨問下螺堪旋鋼稠筋和坊錨下敬鋼筋扶網片追，同編時，疑錨下卵混凝姥土要勁求振查搗密怨實。⑸鏟底板恰縱向熟預應困力齒桌板位而置的傾腹板扶斜向掏裂縫尾預防部和施鑼工控伙制在設申計腹壘板下姐彎束謹的錨蠢固端麗和底影板縱俗向預矩應力評錨固孝端布婆置時衫，避睬免集宣中力旋后的巨混凝迅土受從拉區(qū)揮應力漿疊加泛，形典成斜姥向裂檢縫，稈同時浪，增辣大了色齒板跳鋼筋市的直逮徑，純加強雁底板黃縱向途預應翼力的葬錨固妻性能培。⑹數合攏限段橫動向收捕縮裂笨縫預禮防和循施工邁控制合攏期段橫氣向裂秋縫是刻一種畢收縮渡裂縫拉，首鑄先，梳在合汽攏段缸混凝脂土的堆澆筑存時段財選定棋時確日定在污一天倒的最劃低溫消度時毅段，造即夜午晚的承1：擁00砌～3照：0素0，園隨著少混凝借土的呢凝固筐，混漫凝土節(jié)出現取收縮著特性峰，空旗氣溫浩度升壤高，許對混拳凝土丈