大跨度连续刚构箱梁防开裂的施工技术分析

徐 清

（中铁十六局集团第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 工程简介

某大桥主桥属于连续刚构箱梁，变截面为（95+175+95）m。左右幅箱梁使用标准为C55的混凝土建成了单室单箱截面。从横、纵、竖3个方向形成了预应力体系。由于在施工过程中使用的技术为大跨度连续刚构箱梁，后期使用中经常出现大小不同的裂纹，严重影响了大桥的质量。在修建此特大桥时，建筑单位主要研究了防开裂技术，调查了开裂的具体原因，不断调整施工计划，有效的控制了裂缝问题。

2 使用连续刚构桥箱梁技术时出现裂缝的原因

2.1 材料原因

（1）水泥的质量。施工过程中使用连续刚构桥箱梁技术时，若所用的水泥经历了风化，就会影响水泥的质量。浇注操作和搅拌混凝土时，若使用了这种水泥，则混凝土开始凝固时，很有可能出现不同形状的小裂缝。

（2）水泥的水化热反应。施工过程中使用连续刚构桥箱梁技术时，施工点若以300kg/亩的标准使用水泥，则绝热环境中，混凝土便会发生水热化反应，混凝土的内部温度就会升高直至≥35℃，同时混凝土的外部会释放热量，当混凝土内外部的温差过大时，就有裂缝出现。

（3）骨料的性质。若构成混凝土构件的泥份与骨料的pH值＞7时，则该构件极易产生裂缝。可以将最小尺寸≥810mm的混凝土构件当作大体积的混凝土使用，但大体积混凝土的内外部会产生较大的温差，内部受热有膨胀的趋势，会因为外部的约束发生形变，在这种情况下，出现裂缝的几率很大。

2.2 施工工艺

（1）没有按照设计标准安装模板，若选择厚度过大的腹板，则会对箱梁的自重产生影响；若选择厚度过小的模板，就会降低其抗裂性能，两种情况都会造成混凝土结构的开裂。

（2）施工时使用连续钢构桥箱梁技术时，若混凝土浇筑操作不合理、选择的建筑材料不适宜或只要求混凝土的硬度不注重其综合性能，都会出现由于混凝土的施工质量不合格导致影响工程质量的问题[1]。

（3）修建混凝土的构件时，若振捣混凝土的密实度较低，或选择的钢筋材料、使用的加工技术不当，严重时会导致混凝土的构件产生裂缝。

2.3 设计因素

2.3.1 腹板斜向开裂原因

以前在连续刚构桥箱梁施工时，采用的预应力束是纵向直线型的，在竖直方向设立预应力筋，能巧妙地减小了主拉应力。但通过实际工程施工发现，箱梁高度所受的限制因素较多，故竖直方向上只能设立长度较小的预应力筋，这样就增大了锚具的损失。若长时间使用连续刚构桥箱梁结构，很容易产生裂缝[2]。目前，施工过程中使用连续刚构桥箱梁技术时，就会设置预应力受弯构件，这样既能增大抗弯能力，又能使动恒载剪力得到平衡，进而减小剪应力。

2.3.2 顶底板纵向与横向开裂原因

纵向开裂：（1）计算的温度应力较低。以前，设计、修建连续刚构桥箱梁的构件时，只对翼缘和梁体之间的温度进行了规定为6℃，但根据大量的实际工程显示，这个温度不能满足实际工程的需求。通过不断的研究调试，最适合连续刚构桥箱梁的温度应力应适当＞活载应力。（2）纵向的预应力比较大。设计连续刚构桥箱梁的构件时，要按照标准对压应力进行部分预留，若预留得比较多，则会在竖直方向上有一个对混凝土的构件拉应变，进而造成纵向开裂。

横向开裂：在设计连续刚构桥箱时，配置的预应力束一定要满足工程需求，一旦不足就会降低截面的强度，进而就会在混凝土构件的水平方向出现裂缝。

3 预防开裂的方法

3.1 混凝土因素

（1）对水泥的等级、品种认真筛选，杜绝使用水化速度快的水泥。修建此特大桥时使用的水泥是由本地一家水泥公司提供的，水泥标准为P.O42.5，用该水泥修建连续刚构梁部最合适。（2）本地区只有水洗砂和机制砂，细度远低于中粗砂，达不到施工要求，因此从湖南岳阳运来了黄砂，根据监测发现符合建筑材料标准。（3）严格把控外加剂的质量，按照规定的比例标准添加外加剂，这样就能有效的降低水灰比，减小混凝土的收缩应力，进而增强混凝土的抗裂能力。（4）完善配合比。配置混凝土时尽可能减少水泥的掺入量，根据设计标准严格把控水灰比、砂率，根据实际工程的需求调整配合比，确保混凝土有较强的和易性。

3.2 施工因素

（1）振捣时要快插慢拔，控制振捣用时，不能出现漏振、过振，通过二次振捣使混凝土有一定的紧密度。凝固前二次抹面防止表面开裂。（2）通过撒水、土工布覆盖等方法对新浇注的混凝土进行早期养护，尽量让混凝土的表面保持湿润，避免发生早期收缩。（3）施工过程中将桥梁的浇注分为两步，浇筑工作要在夜间进行，两步浇注时间间隔不能过长。要在箱梁的外部不断撒水，内部储水，控制温差。（4）重庆夏季的温度较高，白天的平均温度为36℃，过高的温度会影响混凝土的浇注效果，因此要在夜间完成浇注，避开高温天气的影响。

3.3 结构应力因素

3.3.1 顶板开裂

防止开裂的方法：（1）当混凝土的弹性模量与强度达到规定的标准后，才能进行张拉。（2）在开始混凝土的二次浇注前，一定要保证已浇筑混凝土是湿润的，这样才能解决结合部的干湿问题。（3）块段间的连接强度需要加强，及时清理松散层与浮浆。（4）混凝土要选择低收缩性的。（5）提前对工序进行详细安排，严格按照规定时间完成施工。

3.3.2 底板开裂

防止开裂的方法：（1）预应力管道必须根据设计方案准确安装，并进行加固处理，确保下方混凝土的厚度符合要求。（2）浇注完混凝土后要开凿通气孔，及时调整内外部的温差。（3）上下层的主筋和闭合箍筋的连接要牢固。（4）要缩短修建1号块和0号块之间的时间间隔。

3.3.3 齿板开裂

齿板混凝土在张拉过程中会受到冲切力，进而出现裂缝。在安装钢筋时，必须要根据设计标准中规定的数量、尺寸进行，通过振捣混凝土，加强其紧密度，完成浇注后还需要定期进行养护。

3.3.4 腹板斜向开裂

防止开裂的方法：（1）根据设计方案准确安装模板，并加固，确保腹板的厚度符合要求。（2）通过伸长量和张拉力的双控操作二次张拉竖直方向的精轧螺纹钢锚，对压浆的质量进行控制，然后进行压浆、封锚。

3.3.5 合龙段开裂

边界的约束会让混凝土水化收缩，若预期添加的作用力＜实际使用中承受的力，便会开裂。防止开裂的方法：（1）搭建合龙段的骨架时，严格按照设计方案进行。（2）选择每天温度最低的时段浇注合龙段的混凝土。（3）将微膨胀剂按照适当的比例添入合龙段的混凝土中，降低其收缩程度。（4）对浇注完的混凝土及时进行养护。

3.3.6 锚垫板四周开裂

由于锚后没有按照规定安装钢筋，导致锚垫板四周的混凝土强度较低、紧密度不足。必须严格根据设计方案的规定安装钢筋，对锚垫板周围的混凝土要加强振捣，等混凝土的强度符合要求后进行张拉。

4 结束语

综上所述，彻底解决大跨度连续刚构箱梁出现裂缝这一问题是比较困难的，通过对此特大桥的调查发现，只要尽早找到开裂的原因，及时进行控制，就能有效地解决裂缝问题 ，此工程对之后的施工而言非常有参考价值。