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1、公路2 0 0 1 年4 月第4 期 H I G H W A YA D r 2r lN o4 文章编号：0 1 5 l 0 7 12 ( 2 0 叭) t ) 4 一 ) 【) 4 6 一( ) 3 中图分类号：u4 4 5 文献标识码：B 钢筋混凝土现浇曲梁翼板裂纹的 原因分析及防治处理 张科胜 大榭大桥有限公司宁渡市3 l5 8 1 2 摘要：大榭大桥北仑岸引桥有一段采用钢筋混凝土现浇曲粱，曲粱施工l 3 个月后在墩往周围翼板底部出 现了横向裂纹，裂纹出现时间、部位、形状呈规律性，文中对翼板裂纹产生的原因作了分析，并提出了预防此类裂纹发 生的防治措施。 关词：钢筋混凝土曲梁；翼板裂纹；原因
2、分析，防治 l 曲梁概况 大榭大桥是公铁台建于同一平面的跨海特大 桥，主桥采用预应力连续刚构，跨径为1 2 4 4 5m + 17 0m + 1 2 4 4 5m ；北仑岸引桥在公铁共用段上部 结构采用预应力T 梁跨径为3 1 7m ；公铁分开后， 公路引桥采用钢筋混凝土现浇曲粱，独柱墩，钻孔桩 基础。曲梁共为4 联，左右线分开，其中I 联和I 联 为7 跨一联，I 联和联为1 0 跨一联的( 单箱双室) 连续梁。I 联长1 5 0 0 7 m ，I 联长1 6 3 6 5 m ，l 联长 2 0 0m ，联长2 0 9 3 3m 。曲粱平面布置呈“s ”形，l 联和联梁高1 2m I 联、联
3、在跨越芦江河时跨 径达2 9 6 7 m ，梁高为1 9 m 。曲梁桥面宽1 0 5 m ， 箱底宽6 6m 翼板悬臂长1 9 5m 。悬臂端厚o 2 m ，根部厚o 4 m ，桥面板厚o 2 m ，底板厚o 2 2 m ， 腹板厚o 3 5m ；邻近中横梁两侧各2 om 范围内腹 板等厚为o 5m ，并接3 om 长的腹板变厚段，厚 o 5 o 3 5 m ；中横梁宽1 2 m ，端横梁宽1 o m ，断 面尺寸见图1 。 I 联、联自G 0 2 2 G o l 5 桥台，每联沿纵向分 3 次浇注施工缝距相邻墩中心5m ，每段的箱梁横 截面分2 次浇注，接茬面在腹板与顶板交接处。 曲梁采用满
4、堂支架( 扣件式脚手架) 施工，在搭 设支架前对地基采取了换填、压实等加固方式，支架 底部铺设道木，立杆底面安装钢垫板，支架的立杆按 0 6m 0 6m 问距布置，横杆的步高为1 5m 左 右。为保证支架的稳定性，设置了扫地杆，曲梁施工 收稿日期：2 0 0 0 0 4 2 9 在铺设底模前进行压重并根据支架沉降调整f 底 模高程和设置r 预抬量。 联左侧自19 9 8 年1 1 月1 3 日歼始浇注，联 自1 2 月2 8 日扦始浇注。为保证质量每次施工前和 施工过程中监理公司和承包人均对商品混凝土的原 材料和生产工艺进行巡查。曲梁用钢筋、模板和? 昆凝 土施T 都按监理规定程序和有关规范进
5、行。浇注前 压重观测，浇注中的沉降、水平位移和浇注后的曲梁 挠度、沉降都在规范允许范围内，支架落架等也按规 范进行。旌工过程都在监理的严格监督下进行，业主 也进行了全过程巡查，施工符合设计和规范要求。 2 裂纹 曲梁支架落架后监理、业主、施工方都对曲梁 的外观作了详细检查总体外观较好，落架l od 后， 业主方在巡查中未发现翼板有裂纹。l9 9 9 年2 月1o 日，在工程检查中发现I ，联G 0 3 l 墩右侧翼板底面 有l 条微细裂纹，该部位的顶板混凝士浇注时间为 1 9 9 8 年12 月2 8 日，裂纹产生在混凝土施工后的4 3 d 。从发现第一条裂纹后，引起了参建各方的高度重 视加强
6、检查观测。工地设计代表于1 9 9 9 年2 月2 4 日，为防止出现收缩裂纹出具r 变更通知单，要求在 后续曲梁墩柱两侧翼板底部增设抗裂钢筋。后在2 月2 7 日、3 月8 日、4 月5 日、4 月2 4 日陆续发现其 它墩柱两侧翼板底面相应位置也出现丁类似的微细 裂纹共计2 3 条。 万方数据 2 0 0 1 年第4 期张科胜：钢筋混凝土现浇曲梁翼板裂纹的原幽分析及防治处理 ( a ) 曲鬃典型横断面 3002 0 0 6 06 。I 一2 0 0 L 3 0 0 萎 l 1 J 【L 意昌 粉 f ， 肄 r 畸 疑 fH I 二 ?1 一l 妻 叫1 w 1 tf 1象 丁 o 。 。
7、T L 支 o1 且o 一 座 中 lJ 皇 j莹 星 臻 星 铝 I 3 0 0 L 2 0 0 L 6 06 0 i2 0 0 3 0 0 lI 。 。 卜典型裂纹丹布部位 ( b ) 曲鬃典型平砸 圈l 从施工观测资料中看出，裂纹出现时间大致在 顶板混凝土浇注完成后1 5 个月至3 个月之问，裂 纹部位大都集中在墩柱中心线左右o 5m 范围内 ( 中横隔梁宽】2m ) ，具有一定的规律性。 从曲粱施工支架地基的碾压、加固，对支架的预 眶重、施工工艺、原材料，混凝土配合比的选定及商 品混凝土的质量都经监理工程师的抽检和检查，符 合质量标准要求，混凝土分段、分次浇注部位的确 定，活动支座、临
8、时支座的解固时间等，都符合设计 要求。混凝土拆模落支架的时间“混凝土试件的强 度达到规范或设计要求值后才进行，每次拆模后对 已成梁段的挠度变化进行测量，基本与预设拱度值 相吻合无明显的异常情况出现，亦没发现其他部位 出现裂纹。 3 原因分析 从裂纹情况看，裂纹分布部位、裂纹方向、出现 时间具有一定的规律性。裂纹都分布在墩柱横隔梁 范围内。翼板底面方向为横向裂纹( 垂直于腹板) ，裂 纹产生的时间是：联为2 3 个月，联为1 2 个 月。箱梁横截面两次浇注的间隔时间一般勾9 1 2 d ，箱梁是由不同龄期的混凝士构件组成的组合断 万方数据 公路2 0 0 1 年第4 胡 面。顶板混凝土( 含翼板
9、) 是在底板、腹板混凝土施丁 完成9 l2d 后才浇注的此时底板和腹板的混凝 土强度已摹本达到设计强度( 4 0 号混凝土配合比设 计，7d 可达到设计强度即4 0M P a ) 。纵向长条翼板 底部在中隔梁处受两个不司方向的变形，因受中横 梁和腹板组成的格子梁体的共同约束，在中横隔粱 中心轴左右处易产生收缩裂纹，裂纹宽度由悬臂根 部向悬臂端延伸而衰减。联，联均为曲线半径为 2 0 0m 的同向曲线梁，曲线梁外侧翼板长度比内侧 长，混凝土收缩时外侧翼板比内侧大，故裂纹分布外 侧比内侧多，如联外侧裂纹7 条，内侧裂纹4 条。 混凝土干燥收缩率随混凝土龄期增长而衰减，在浇 注9 0d 后终止收缩。
10、刚开始收缩时混凝土本身抗 拉强度适中，足以抵抗干燥收缩变形，故未发生裂 纹；后期混凝土抗拉强度增长较慢( 与早强型混凝土 特性有关) ，故在箱粱拆模时未发现干燥裂纹。 混凝土干燥失水可引起收缩，水泥与水拌和后， 水化反应也可引起混凝土体积的收缩，这种收缩随 时间的增长而增加，是一种不能恢复的收缩变形。箱 梁采用商品混凝土，泵送浇注，为满足泵送要求，混 凝土的坍落度较大，水泥用量较多。根据混凝土自由 收缩试验表明：水泥用量越多，水灰比越大，骨料颗 料越小，孔隙率越高，骨料的弹性模量越低，则收缩 也越大。 4 裂纹防治 针对曲梁翼板裂纹产生的原因，除继续做好裂 纹观测及宽度、深度检测外，在后续曲梁
11、施工中采取 了“下措施，以减少裂纹发生。 ( 1 ) 尽量缩短顶、底板两次混凝土浇注的间隔时 间。因本桥曲梁箱室高只有9 8c m ，一次浇注成型施 工组织较困难如能缩短两次浇注的间隔时间就可 减少混凝土的收缩差异经过努力两次浇注时间间 隔缩短为7d 。 ( 2 ) 加强顶板混凝土的养生，特别是翼板处，做 到表面不干，常保湿润，且延长养生时间。 ( 3 ) 翼板底部加铺中1 0 钢筋网。 采取上述措施后，在后续施工中虽不能完全避 免翼板裂纹的发生，但裂纹的数量已明显减步，说明 采取的措施是有效的。 5 裂纹处理 经过1 年的观测发现裂纹不再发展，宽度和深 度都变化不人( 晴天宽度变宽，雨天变小
12、；夏天小，冬 天大) 经过设计、监理、施丁单位及业主方共同研 究，决定对翼板裂纹进行修补处理。 大部分裂纹宽度 8 0M P a ，个别高达1 2 0M P a 。 ( 2 ) 粘接试验。将2 块试块粘接在一起3d 后用 劈裂法进行抗压试验，破坏面总在混凝土面，不在粘 接面上，所以证明其抗拉强度大于修补处混凝土 强度。 ( 3 ) 耐老化性能。采用美国标准A S T M ，2 4h 内 受冻、融、雨淋、日照为一个循环，共进行3 0 个循环， 结果试样仅表面略无光泽，而对比试验中，沥青试样 早已龟裂不成型r 。推测，3 0 个循环相当大气中3 0 年以上，修补液义以无机物为主，所以不应存在老化 问题。 修补的操作工艺为：先用皮老虎吹去混凝土表 面杂物后，用丙酮清冼干净，表面干燥后用无机速凝 机压力填补待浆液凝固后，立即用砂布磨平。由于 凝结时间很短，每次配料应随用随配，以免浪费；另 外打磨时间应掌握好不可太晚，因强度很高，晚了 则打磨不动了。7 改性甲凝修补工艺与上述工艺相类似，在此不 另详述。 万方数据