节段拼装箱梁横隔板裂纹防治.doc

.节段拼装箱梁横隔板裂纹防治节段拼装箱梁横隔板裂纹防治 摘要：虽然节段式拼装简支箱梁施工目前在国内桥梁施工中逐年增加，但是施工中一些细部问题却没有资料说明。特别是大跨度节段拼装箱梁，为增加箱梁的抗扭性，在湿接缝位置设置有两道横隔板，比箱梁其它湿接缝及标准段厚度增加。在施工过程中发现，在四个方向的横隔板处均出现规律性的裂纹。 关 键 词：节段拼装；横隔板；裂纹 中图分类号：U448.21+3文献标识码：A 引言：大跨径节段拼装简支箱梁施工技术作为一门新工艺，克服了以往32m铁路简支梁跨径较短，墩柱较密集、数量较多。但大跨度同时又带来了横隔板处裂纹的问题，本文以张唐铁路赤城白河特大桥施工实例，论述大跨径箱梁具体施工过程中遇到横隔板出现裂纹的困难及在施工过程中采取的消除裂纹措施，为后来者提供一定的借鉴。 一、工程概况 新建张家口至唐山铁路，里程DK97+961.22处修建赤城白河特大桥，桥址地貌：沟谷地貌，河面较开阔、较平坦，跨越112国道和白河。采用26-56m简支箱梁+4-32mT梁跨越沟谷。56m跨箱梁设计为节段拼装法施工，为单箱单室直腹板截面结构，箱梁顶板宽941cm，箱梁跨中底板宽度为580cm，支点处为满足支座板放置要求，底板宽度为640cm，腹板厚度位置不同有所变化，分为跨中48cm、横隔板100cm、端头板190cm，顶板厚度跨中48.9cm 、横隔板78.9cm、端头板128.9cm，翼缘板长度为180.5cm，梁中心高为508.9cm，每两个节段间设置湿接缝，宽度为60cm，其中第四道和第八道湿接缝即为横隔板处。 二、施工工艺 节段拼装箱梁13个节段在梁场预制成型，运梁车将预制成品节段梁通过运梁车运至架桥机尾部通过架桥机上起重天车吊将节段箱梁吊装到位精确调整空间位置后穿预应力钢束绑扎湿接缝钢筋立模浇筑12道湿接缝张拉压浆。 每道湿接缝宽度60cm，每跨梁在第四道和第八道湿接缝处为增强箱梁的抗扭性而设置的了横隔板，横隔板比一般的湿接缝厚度要厚，详细尺寸见上述工程概况。 三、施工中遇到的问题 自2013年3月25日开始架设第一跨箱梁，于2013年5月30日第三跨架设完成，施工过程顺利，无异常情况发生。但在节段拼装箱梁第三跨张拉完成后发现横隔板处出现细小的裂纹，随后对第一、第二跨横隔板处进行查看，发现横隔板处均有裂纹出现，裂纹出现位置及长度均与第三跨相同，程规律性出现，横隔板每个方向24条不等,裂纹宽度0.10.3mm，深度40181mm。观测箱梁其它湿接缝及横隔板外侧均无裂纹。裂纹情况如图“横隔板裂纹示意图”所示： 四、裂缝产生的原因分析 1、施工荷载引起：施工期间仅有施工人员、车辆行走，而且在浇筑完砼后，架桥机上天车固定在架桥机上不允许移动，所以最大动荷载不会超过5t,对2000t的箱梁而言影响较小，可排除为施工荷载引起的裂纹。 2、养护不到位引起：施工完成后，对湿接缝顶部采用塑料薄膜覆盖后再盖土工布湿润养护，腹板及底板均是拆完模板后涂刷养护护剂养护。从实际施工情况而言，横隔板及其它湿接缝的养护工艺相同，可排除养护不到位引起裂纹情况。 3、内外温差过大引起：湿接缝采用C55高强度混凝土，横隔板处厚度是一般湿接缝厚的约2倍，而该地区属于北方，昼夜温差较大，横隔板处混凝土芯部及外部收缩不均匀引起，初步分析有可能是造成横隔板处混凝土出现裂纹的原因之一； 4、配筋不合适引起：设计图中横隔板芯部没有配筋图，且在横隔板凸出部分两侧钢筋配置较少，如“横隔板钢筋布置图”（以腹板为例，顶板及底板类似）所示，在A、C两个面只有横向的钢筋，而无通长方面的钢筋，初步分析认为配筯不合适是造成横隔板处混凝土出现裂纹的主要原因之一。（为表述清楚，对图中钢筋重新进行了编号，与设计图纸不相同。） 五、处理措施 1、砼内外温差检测 为验证是否是因为砼芯内温度与箱梁内部温差影响，在横隔板处出现裂纹，在施工第四跨时，在横隔板湿接缝砼处埋入数显温度感应计（如图所示），进行检查横隔板砼内部温度情况。 在施工第四跨时，分别在顶板、腹板及底板横隔板的位置埋设数显温度感应计，并在箱梁内悬挂温度计，分别对浇筑完成后24小时、30小时、36小时、42小时及48小时的温度分别进行监测。因实际施工过程，在48小时后就对横隔板处模板进行了拆除，而在拆除模板后即发现有裂纹，所以未对48小时后的温度情况进行统计： 监测位置 监测温度（） 24小时 30小时 36小时 42小时 48小时 顶板 22.2 26.1 27.2 30.1 34.4 底板 22.1 27.2 27.3 30.3 34.8 腹板 23.2 24.1 28.2 31.4 35.6 箱内温度 22 18 16 18 20 最大温差 1.2 6.1 12.2 13.4 15.6 从观测统计的数据来看，在48小时砼内外温差刚刚达到规范允许的15，而且随着养护时间的增长，温差会再次扩大，但在此时已经出现如前三跨同样的裂纹情况，所以认为砼内外温差不是引起横隔板裂纹的主要原因。 2、优化横隔板配筯 从原设计配筯情况来看，A、C两个面设计有主筋，但横隔板凸出的三个面均缺少“护面筯”，钢筋布置过少，经过项目部讨论及查阅相关资料，制定了三套优化配筯方案进行试验。 方案一：在A、C两个面各增加四根12竖向通长钢筋，考虑到横隔板是增加箱梁整体抗扭性，所以再在A、B、C三个方向增加4.54.5cm的斜向钢筋网片，钢筋网片购买店里的成品，材料为0.5cm的四方钢条，详见附图。 方案二：在A、C两个面各增加四根12竖向通长钢筋，再在A、B、C三个方向增加55cm的6.5钢筋网片，钢筋网片采用6.5盘条钢筋调直后现场焊接，详见附图。 方案三：在A、C两个面各增加四根12竖向通长钢筋，并在横隔板凸出部分增加箍筋，将横隔板内的配筯与箱梁内部主筋连接起来，详见附图。 为表述清楚，对图中钢筋重新进行了编号，与设计图纸不相同。 根据三种方案，分别在第五跨、第六跨及第七跨对方案进行了实施，方案一及方案二裂纹的宽度及深度均有所减小，但裂纹的数量及位置均无明显的变化。而方案三在实施完成后，拆除模板未发现有裂纹，并分别在一期张拉完成、架桥机吊杆拆除、二期张拉完成工序完成后进行观察，也未发现有裂纹出现。在第八跨、第九跨亦按照方案三的方法进行了施做，均未再发现裂纹，成本上，每片梁耗用钢材不到0.5吨，对施工成本也是相当大的节约。 赤城白河特大桥2013年共施工了13跨，在此虽然找出了横隔板裂纹发生的主要原因是配筯问题，但在施工中养护、砼内外温差均会影响到裂纹的出现。不光是横隔板，其它湿接缝也要做好养护及砼内外温差控制，否则出现裂纹是不可避免的。对于前几跨已经出现的裂纹也需进行处理，根据相关规范及设计院要求，分裂纹大小进行直接封闭及注浆后再封闭施工。 六、总结 在施工过程中难免会遇到很多问题，施工单位虽然只是照图施工，但是也需从设计、施工组织等各方面考虑来解决问题，同时需与设计、监理等各方取得有效的沟通后方可进行，不可盲目实施。本文所述裂纹处理的方法是经过建设方、设计、监理同意后在现场进行的操作，过程中虽然投入了很大的精力及部分成本，但是在后续的工程中避免了裂纹的出现，增加了我们的施工经验，也避免了再进