泰和赣江特大桥_赣江泰和特大桥施工裂缝形成原因及控制措施

　　摘 要:针对赣江泰和特大桥施工过程中,荷载产生的裂缝、温度变化产生的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝、施工工艺质量引发的裂缝和施工材料引起的裂缝做了较全面的分析和总结,并提出了相应的控制预防措施。
　　关键词:赣江泰和特大桥 裂缝 控制措施
　　中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0065-02
　　近年来,我国在交通基础建设方面得到了高速发展,特别是大跨度预应力混凝土梁桥的应用。在混凝土桥梁的建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量,甚至导致桥梁垮塌的现象频频发生,钢筋混凝土出现裂缝的问题经常困扰着桥梁工程技术人员。其实,现代科学和大量的工程实践证明:只要采取一定的设计手段和施工措施,很多裂缝是可以预防甚至控制、避免的。赣江泰和特大桥裂缝的种类就其产生的原因,大致可分为:荷载产生的裂缝、温度变化产生的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝、施工工艺质量引发的裂缝、施工材料引起的裂缝。下面就针对赣江泰和特大桥的施工裂缝产生原因作较为全面的分析和总结,并且从中探究出控制赣江泰和特大桥裂缝的有效方法来指导工程实践。
　　1 赣江泰和特大桥工程概况
　　赣江泰和特大桥地处江西省泉州至南宁国家高速公路石城至吉安段,起于石城县东南10km处的赣闽省界五里亭,与福建境内永安至宁化高速公路相接,途经石城县、宁都县、兴国县和泰和县,终于泰和县以北11km处的石头山,与大广高速公路及泉南高速公路吉安至莲花段相连,全长190.719km。桥梁全长1900.20m,其中主跨为(48+4×80+48)m6跨变截面预应力混凝土箱型连续梁,全联长417.20m,横截面为单箱单室箱型截面,箱梁顶宽10m,底宽5.2m,桥面全宽11.3m。主桥为(100+155+100)m,采用悬浇梁施工,左、右幅各有悬浇段19节,合龙段1节。
　　2 赣江泰和特大桥施工裂缝的种类及控制措施
　　2.1 荷载产生的裂缝及控制措施
　　赣江泰和特大桥在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。归纳起来主要有弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝[1]。例如此桥梁若干桥台的1/3处出现明显的贯通桥台的水平裂缝,发生在桥台(超过4m位置)的薄壁台中,据此裂缝的发生位置分析得出,桥台的1/3处作为桥台悬臂梁模拟压力受力时的最大弯矩点,多数由于桥梁台后填土较高,土质为液性低黏性土,类似软土地基,排除设计缺陷和施工期间发生的可能,应该在桥面板安装后,在车辆活荷载及软土自然下沉作用下共同引起台背软基滑移,导致桥台受力模型拟为简支梁,桥台1/3处的裂缝实际为剪力缝。上述水平裂缝若贯通则极易引起混凝土突然开裂,钢筋在长期屈服应力状态下受力,不仅会大大缩减结构使用年限,同时存在很大的安全隐患。在施工过程中,如果一旦出现斜裂缝,就应立即加强观察。如裂缝发展缓慢并只限制在受拉区,裂缝宽度在限值以内,此时的斜裂缝还被允许;如果裂缝不断发展或者裂缝超出受拉区,则不论其宽度和长度的大小,都应及时施加必要的加固处理。
　　控制荷载裂缝的措施有以下几点。
　　(1)赣江泰和特大桥在建造时期,要正确恰当放置施工使用器械和材料;在受力的预制结构不明了的情况下,严格控制结构的活动情况;要按照图纸的设计和规定的施工程序施工;另外还要针对结构做施工机具振动条件下的疲劳强度验算等。
　　(2)桥梁在荷载作用下常常由于应力集中而产生裂缝,为了避免赣江泰和特大桥此类裂缝的产生,施工阶段不得随意在桥梁结构中凿槽、开洞、设置牛腿等。
　　2.2 温度变化产生的裂缝及控制措施
　　温度是影响产生粗裂缝的重要原因之一,主要出现在钢筋配备薄弱的位置。与温度引起的内应力及约束应力的大小与温差有关,特别是与昼夜间的变化关系最大,当然温度变化的速度(例如冷却的速度)也是关键,桥梁上严重损害的裂缝往往发生在气候条件最差的时候。赣江泰和特大桥多数表现为桥的薄壁台和耳墙部位中,发生的数量和位置均无明显规律,与桥台高度也没有呈现量的关系,另外,由于桥台横向长度较长,高速公路单幅长度有的甚至达到20m,尽管预留了沉降缝,但是受温度变化的影响依然存在,施工期间便产生了此类非结构裂缝。
　　控制温度裂缝的措施有以下几点。
　　(1)通过减小混凝土内外温差、降低水泥水化热来防止混凝土由于收缩和膨胀产生的温度应力超过混凝土强度,可以有效的防止产生温度裂缝。提高骨料的级配,使用干硬性的混凝土或者添加混凝土添加剂等措施,可以降低水泥的使用量;使用冷水搅拌混凝土,冷却的碎石可以降低混凝土浇筑时的温度;若果在混凝土浇筑时环境温度较高,可以降低浇筑厚度,通过浇筑表层散热;可以将通过冷水的水管埋设在混凝土中来降低温度;统一恰好的拆模时间,规定合理的拆模时间,为避免混凝土表面发生急剧的温度变化,在气温骤降时应对表面保温;遇寒冷季节,施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构应采用保温措施。
　　(2)保证合理地安排施工工序,防止高差超标和侧面长期暴露;为避免基础过大起伏应合理分缝分块。另外,可以通过改善混凝土的性能,提高抗裂能力,防止表面收缩。这对防止裂缝的产生有十分重要的作用,由于出现贯穿裂缝后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿裂缝的发生为主。
　　(3)新浇筑混凝土早期拆模很容易导致温度冲击现象。在混凝土浇筑初期,水化热的散发会在表面引起相当大的拉应力,此时,表面温度必定过高,如为了提高模版的周转率而在此时拆除模板,混凝土表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加拉应力,加上水化热应力,再加上混凝土干缩,表面产生过大的拉应力,极易产生裂缝。当混凝土温度高于气温时应考虑拆模时间,避免温度超标导致混凝土表面产生早期裂缝。但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料(如塑料薄膜),可以有效防止早期裂缝的产生。
　　2.3 混凝土收缩引起的裂缝及控制措施