连续现浇箱梁裂缝问题

连续现浇箱梁裂缝问题探讨0引言随着交通建设事业的快速发展,连续箱梁桥由于其桥面行车舒适、受力合理、用材节约、造型简洁美观、养护工程量小及抗震能力强等优点，在高速公路和城市道路高架桥建设中得到了较为广泛的应用。但由于各种原因,部分桥梁刚施工完毕或投入运营不久就出现较多裂缝,从而成为一个较为突出的问题。本文就京沪高速（天津段）一期工程中当城互通立交桥中的箱梁从设计到施工中的裂缝问题进行了总结，仅供工程技术人员参考补充。常见的裂缝主要分为两种,具体表现为:1.构造裂缝:温度收缩裂缝、钢筋保护层过小或过厚产生的裂缝等。2.受力裂缝:纵向弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝、力筋未能覆盖而截面又未经验核处的裂缝、支承处箱梁横隔板和腹板中的裂缝、锚下裂缝、桥面铺装层裂缝、翼悬板贯通裂缝及底板裂缝等。连续箱梁裂缝产生的原因设计因素计算模式的采用箱梁的受力状况远远不像T梁那么简单。箱梁中肋板是主要受力构件,虽然与箱梁顶板、底板钢筋连成整体,但其受力情况存在以下几方面不同:(1)T型梁承受荷载时,梁格、主梁共同受力,实际受力情况与假设相近。箱梁承受荷载时,肋与肋之间因箱梁顶底板的作用,力的传递变化很大,顶板、底板以及肋板承受的荷载不仅有弯矩、剪力,而且还有扭矩。(2)T型梁结构简单,每一单梁均设一支座,横向荷载影响小。而连续箱梁前后跨的荷载对箱梁顶板、底板及肋板的受力状态既有纵向影响又有横向影响。在对称纵向弯曲荷载作用下,如果箱梁翼板具有初等弯曲理论所假定的无限抗剪刚度(即平截面假定)的话,则翼板中所产生的纵向应力沿板宽将是均匀的。然而在大多数情况下,特别是对于翼板较宽的箱梁来说,由于翼板中的剪切变形导致纵向应力沿板宽方向是不均匀分布的,其间存在着传力的滞后现象,它与初等梁理论所表现的应力之间的差异,称为剪力滞效应。也就是说,在弯曲荷载作用下,腹板附近翼板中的实际应力比初等梁理论应力大。一般而言,由剪力滞效应产生箱梁翼板横向裂缝,大部分裂缝均在离支点1/3跨径范围内出现,越靠近支点的截面越严重,裂缝出现均从翼板下缘开始。随着交通量的迅速增加,箱梁的宽度越来越宽,宽跨比有的接近1,特别是互通立交区的桥梁有的大于1,此时箱梁的受力分析,如果再按杆件结构来假设,计算结果与实际受力状态将相差甚远。在当城互通立交中存在着这种情况,匝道并入主线出现宽跨比大于1的情况.设计的理想化设计者只考虑理论计算可以通过,而未考虑结构施工过程中的各种因素。如:立交桥中湿接头较多,湿接头部分的钢筋恢复困难,再加上后浇注的砼无论在底板还是顶板接合处均存在着不同程度的裂缝,而这种裂缝恰在箱梁最薄弱的地方.箱梁钢筋间距较小,施工时混凝土骨料无法通过,导致混凝土强度根本达不到设计要求。还有箱梁的骨架钢筋过多,一个肋内有4排以上的骨架钢筋,而且每排骨架钢筋叠加4根以上的钢筋,在部分肋宽变化的情况下,这类骨架钢筋的制作、安装根本达不到设计要求,这些骨架钢筋很难均匀受力;预应力管道和钢筋发生冲突的地方钢筋被剪切，一定程度上降低了肋板的强度,有些设计根本没有考虑管道和钢筋位置上的处理,导致锚板很难安装,施工的过程经常采取切割主筋移动抗剪筋位置,导致剪力筋不在同一截面上.另外密集钢筋中的混凝土难以振实,往往形成砂浆层,箱梁混凝土强度不均匀,对钢筋与混凝土的粘结力影响很大,使箱梁结构的实际承载能力降低;这些均会导致裂缝的产生。1.2施工因素1.2.1对设计图纸的理解施工人员对结构受力理解不够,对设计图纸中的受力钢筋、重要构造钢筋等不重视,施工中不按照设计图纸放置,钢筋起不到应有的效果;当钢筋和钢绞线冲突时,不按规定调整钢筋位置,却自行调整钢绞线位置;对钢绞线张拉顺序不注意,按施工方便张拉钢绞线等,强度不到为了抢工期开始张拉，都会产生裂缝对箱梁结构受力产生很大影响。1.2.2对施工工序的控制施工人员对每道工序控制不严格,累计到成桥时往往会对连续箱梁产生很大后果,主要表现在:(1)忽视连续箱梁预应力钢束的定位钢筋、防绷钢筋的重要性,误认为是构造筋,随意性较大,导致钢束张拉时变位较大,严重影响了箱梁的质量,甚至引发重大质量事故。(2)连续箱梁拆除支架顺序不合理,产生过大的瞬时荷载,对结构产生不利影响。(3)连续箱梁现浇支架地基强度不够、预压重量不够及支架本身强度差等引起支架下沉,也常使箱梁产生先天性裂缝。(4)施工管理不当,对混凝土配合比没掌握好,对建筑材料质量把关不严,也会促使箱梁的整体强度染下降择。庙(5路)拜施工顺序业衔接不估当殃,滤施工过程妈中养护用钳水进入箱胖内湖,烤拆架前又偿未将箱内窜积水全部唤排喇除勉,丢通气孔未泊打此开展,欢在积水对晓箱梁产生眨额外荷载优和温度力油共同作用链下踢,辉连续箱梁锦在一些难虹以想象的猜部位产生厅裂缝或导惰致铺装层嗽破坏倒。赔(6彻)打对成品的归养护不到嘱位走,满例如夏季仍温度高养邻护洒水不料及时覆盖躁不及拘时离,石大方量桥午顶板浇注觉过程中被虎雨淋水泥络浆冲行走拣,段均会导致证裂缝的产卖生桥梁强势度的降低袄。序1.竹3幻结构变形射因素好众所周像知您,筑温度变化法、混凝土垮的收缩及交不均匀沉爱降等因素勒会使结构罪产生变乎形彩,传若这种变违形因约束武的不足楚时哈,者就会产生妻应晶力号,涌当应力超截过一定程巧度时就会水产生裂缝件。桥面板过集中吸收拥阳光的辐磁射弯,具与温度较白低的底板棚形成温度圆梯度。一矿般情况锅下衔,懒上下翼缘叮的等效温屿差可述达户1础0迎～潮1煎5征℃式。对等高申等惯矩箱尸梁巾,逮温度梯度嘉对下底板剥产生的拉集应力窃为梅σ挡=Ec×晶a钟×配γ迹×推Δθ文其食中疼,E古c蝴为混凝土锅徐变弹性设模狮量摔;旗a瓜为热膨胀胖系割数饮;狸γ汇为箱梁重畏心在截面或的位置系盈数脊;砌Δ层θ秘表示温度幅梯度。温袜度梯度的算影舒响然,绵一般通过扑假定温度府梯度在整蓬个桥梁上奉部结构纵拳向长度上座恒定不变准而计算浩的敢,哀但这与实讲际情况存感在差异。漫对目前普投遍采用的贺大跨度、趁变高度箱翼梁愿,前随着梁高撇变化幅度输的增大及相箱梁长度元和支撑处欧约束的增壳加谋,勒温度梯度光应力会有究较大的增然长。有关映分析表籍明孔,甚温度应力百的数值可适能大于活蓄载应俗力颈,幅这一点已突经越来越嘴引起工程腐设计人员罗的重视。粱此蓄外抢,赢混凝土的隆收缩、不甩均匀沉降牲等因素也郑是使连续街箱梁产生筹裂缝的重坏要原因。兔2爹连续箱梁贴裂缝产生碧机理的探议讨悬连续箱梁叼腹板裂缝礼的产生那设计时大面多能很好绞地控制预信应力连续刑箱梁纵向陷正应力及渴主拉应喝力猜,五但往往忽萝视抗剪极荒限强度验携算及抗剪医截面尺寸行验偶算宁,忌用主拉应萝力的验算鬼代替抗剪仗验算。根殖据我国规葵范旨,艘箱梁腹板内尺寸不是镰由主拉应警力控朴制羊,强而是由抗赶剪极限承祝载力控制耀。正常使叫用极限状铜态在主拉术应力满足脸规范要求味的情况足下礼,伙抗剪截面致尺寸不一遵定满足规之范要逢求别,朱跨要径塔2铸0销～呢60丈m退的等截面冷连续箱梁冰中特别突饿出芳,映容易出现需腹板过薄谱或抗剪不德够而出现拉斜裂缝的攀现象。柏斜裂缝的险产生稻锚固区裂辈缝的产生肚一般跨径轨较大的预唯应力连续浪箱梁因预给应力工作浑面小而需坏设置大量输的齿杆板红,即特别窝是驱4纵0行～迈60截m帜等截箱梁波中尤为突欧出酷,技因为逐孔蛾现浇连续扑梁幼中严,脖一般中支嗽点附近一愉定范围内编下缘压应棍力储备较疲小或是拉占应力聋区申,哪在与锚后雨局部拉应滤力的组合爪下浑(较齿板前面规的板处于特受压状砌态榜,坦但齿板后优面为受拉披状胡态惩)嗓,令容易引起贞底板开裂嫂并向腹板祖开展。若些锚块背面射邻近梁段文接怒缝峰,布裂缝又能锄斜穿接池缝窝,课通常裂缝贡沿腹板向件上延伸至轻翼缘底下病某点为止倍。驳预应力通侵过区裂缝搜的产生机疏理赤当钢束在陪平面或纵幸面上曲线查布置粥时种,率具有横向你或纵向曲泥率的纵向舒预应力筋广束在张拉沸过程中会猪产生对腹华板或底板济混凝土的药径向压俭力循,胜要求腹板谁或底板混错凝土来抵沸抗。当钢篇束曲率的是作用力与焰箱梁恒载倾应力相叠甚加离,欣相应的弯唱曲应力可恋能比单独伏的恒载产锦生的应力方大静3哲～丙4察倍盖,昌同时可能研还存在钢课束线形的字偏位而使唯受力更加潜不倒利荷,或严重时集束中力可导狐致腹板混插凝土局部拢剥落或崩羽裂螺,堵在我省某场条高速公串路一个大净桥主跨合盲拢时就发校生过底板编混凝土崩她脱膀,晃因此必须浊进行径向燃防崩箍筋友的设计。予3堆．减少与仅防止连续宁箱梁裂缝爹的措施字一般认为竭宽度小械于慈0.1骑5龄～煤0.2m饿m陆(览规范容许衰的钢筋混唱凝土构已件鼻)羞、无发展慧的、无水星流动的裂狸缝是可以龙愈合的。哀造成连续徐箱梁开裂趁的原因有免很慢多赵,封一般引起成裂缝的机面理归结为绞单一原因针的情况是那极少沈的虫,侧上述每一援种原因当影单独考虑溪时只产生对较小的、即在允许限筐度内的应虫力或超应尝力。然势而淡,气如果几种债应力叠加政就可能超酷过构件的嫂承载能掌力逼,敬导致裂缝婆的出便现惑,箭设计和施腥工中应当顿特别注意亡。柱设计中要叔注意的问泽题杆截面尺寸测的合理确桥定铜等厚度腹盆板的连续没箱梁满足框主拉应力存和斜截面君抗剪强度劣的要红求猜,台而忽视抗滥剪截面尺奋寸验算。桶设计勿时呈,爽尽量通过俯配置腹筋执来提高梁厚的抗剪能衰力。但实凝际轨上摸,胸抗剪钢筋幸的配筋率急达到一定牌的程度局后桂,蓄再增加钢销筋慕,火梁的抗剪态能力不会徐继续增望加秀,丛破坏时箍有筋的应力妥也达不到惠屈服强度淡。梁的破颤坏一般是洲截面尺寸染较小或混广凝土强度吊较伶低梨,蜜在外剪力分作用透下后,坏斜裂缝很恐宽或是由板于外压应呀力的影语响预,余使斜裂缝顽一侧局部膊受斜面压横力盒,浩产生类似春短柱的破昂坏即斜压谦破坏。若纵不能满足影这个条唐件祥,旋应加大截脂面尺寸或隙提高混凝贺土标星号处,名而不能用才增加钢筋朝来提高梁乳的抗剪。休锚固截面杠的处理告同一断面辨上截断的订预应力钢扛束不宜太丽多甚,桂以免锚固死的预应力及钢束吨位猫太讯大圾;种锚固断面蹦底板应有珍一定的压鄙应力储织备蹲,悔最好避免刊在拉应力罢区中锚固羡预应力钢或束绍;奉锚固断面扰最好能跨贵过箱梁断梁面接缝陕处奋(刺施工淹缝彼)迹;伍根据锚固往吨位大协小著,之布置足够蛇的纵向分烦布钢筋通哲过锚固断便面怠,显一般认为勺锚具后面铺的牵制拉岂力可按锚趁固力的一搞半估推算殿;接顶底板锚饿固之间水拾平方向距治离应在有固较多重叠污的基础上智错开距离吧。嫩防崩的处钉理和钢筋算设置格尽量加厚额箱梁底板被厚度。有抓的观点认升为不小梳于逐3D,陶D叉为通过底艰板的最大述波纹管外艳径。似钢束平面嫩布置时尽估可能地靠秀腹板布置马。欠利合理布置扎束型蒜设计家时追,值连续梁的瓶预应力钢摆束的配置贞与桥梁的大结构体系霉、受力情劲况、构造籍型滚式以及施丘工方法等牛有着密切遇的关系。槐一般对不折同跨径的放梁桥结嚷构会,厕要选用预怨加力大小古恰当的预姑应力束滔筋担,房以达到合挡理的布置丛型艰式笛,智尽量避免继预应力束哲筋呼“往大而稀或访小而赠密犬”血,沈导致受力茅不均匀的造情况发生浆。去应当尽量屋避免使用皆反向曲率翁的连续饶束至,私因为这样岩会引起很粉大的摩阻寺损若失寇,屈降低预应浸力束筋的照效益。特序别注意竖东弯段上、候下层钢束袍不要冲资突蠢,呆还应满足鹅孔道净距眠的要求。脂钢束应尽协量靠近腹绞板布撕置呆,旋这样可使赵预应力以伟较短的传慎力路线分富布在全截旨面箭上饶,厉有利于降召低预应力锻传递过程艘中局部应蚀力的影圆响洽,归能减小钢危束的平弯墓长卫度探,丰减小横向义内摇力兽,爷充分利用葛梗腋布呈束贸,澡有利于截辅面的轻型爹化。在中打小跨径连坊续梁跪中别,润因充分利注用底锹板间,陶有条件时绝尽量配置局底板通常代束畏;沿边跨受条程件限制与惹中跨相比贴较小拆时恶,苦为解决梁隆端应力集翁中、恒载全平衡的问吉题糠,犯小边跨梁珠端一定范童围内可现圾浇为实疏体姜;筋当负弯矩华较大翅时茎,欺可配置一宋定量的顶仔板束。壮连续箱梁伸不宜采用压较长的连于续通长值束隶,掘可采用两锤根交叉束仔布置或改者用联结器然接长、分刚成多次张定拉亭,四但应注意杏联结器不躁宜集中在香某一个断估面拘上饼,呢以避免截鸽面的削弱蚁过于集穿中脱,故并兽且欺,系根据需要性设置一定校量的非预返应力钢筋漆。寿3.1.甲5凭合理布劝置钢筋仔由于箱梁颈的顶底板孕与肋是共亲同受力陡的厘,更受力主筋狸不宜过分丰集中在梁锦肋遮内隔,灶设计时主庙筋的布置魂最好根据远连续箱梁梳的肋、板羽刚度比与有其刚度变很化情况来蛙考虑。翼经板上有刚痒性混凝土睁防撞护栏戴的连续箱饲梁支座附鸟近的悬臂馒板出现裂待缝的现象袍相当普遍校。这说明伞翼板上刚旦性混凝土乘防撞护栏笑与箱梁一发起受拖力但,觉并引起结舰构受力状遇态发生变煎化刮,桌因此翼板举上宜增设谎纵向受力冈钢筋。多锅个项目的稳实践证蹄明谱,您在支座附青近翼板上霉增加纵向脱受力钢筋阳后汽,庆翼板上基聪本不再出荣现裂缝。州选择连续面箱梁的截轰面形式宪时尼,比应注意翼火板的悬臂痰长度不宜并过大。旨3.1.蜓6两加大连续胖箱梁横向盆刚度颤连续梁桥省的横向刚饭度也应当页充分重早视歇,台仅在宽度晋较小的尺杂寸范围内塘配置多层勒普通钢摘筋骄,祥根本无法带使钢筋充旨分发挥作急用牲,灵应加大横蓝梁尺寸或的将横梁设后计成预应棕力结构。插施工中要凉注意的问距题槐改善材料渡性能雨施工