大跨径预应力混凝土薄壁箱梁桥施工早期裂缝的控制技术初步研究

影 响 大跨 预 应力混 凝 土箱 梁桥 开 裂的 关键 原 因之 一 ， 凝 土材 料 的 本质 特 征使 其开 裂较 难控 混
制， 对于混凝土薄壁箱梁尤为如此。大跨径预应力混凝土薄壁箱梁桥所采 用的高强混凝土 ， 其
原材料选择、 混凝土配比、 ｒｇ养护工艺理应有其独特要 求， 施＿， －ｔ ． 但迄今 国 内相关的设计 与施工 规范对此并未引起注意， 结合 高强混凝土薄壁箱梁的特征提 出大跨 径预应力混凝土箱梁桥施
公路 ｋ２ ７０桂 平郁 江特大 桥桥 型 结构 为 ：１ １４＋ ７ ２×
３ Ｔ梁 ＋（ ８＋ ６ ８ ） ＋１ ０ｍ ８ ２ｘ１ ０＋ ８ ｍ ８×３ Ｔ梁 ， ０ｍ
用 ， 由于其混凝土收缩 、 但 徐变 、 温湿度变化 ， 预应力 损失 ， 原材料及混凝土施工质量等影响， 容易引起箱 梁混凝土开裂。按照全预应力设计的要 求 ， 箱梁结 构不允许带裂缝工作 ， 裂缝的 出现不仅对结构的耐 久性 和使 用寿命 带 来 严 重损 害 ， 而且 对 结 构 的 整体 安全性带来严重隐患。
另外 ， 为减 小水 泥用 量 ， 可在 箱梁 混凝 土 中掺 人 一定

１２ 优化 配合 比 ．
．
对于强 度较 高 的混凝 土 （ 般对 于强 度 等 级 大 一
２ ）依据《 公路桥涵施 工技术规范》 ＪＪ ４ — （Ｔ １ ０ ２０ ） 的要求 ， ００ 严格 控制粗 骨料 的含 泥量 ， 有机
年在 巴 黎召开 了 “ 期 混凝 土” 早 会议 ；１９ ９４年 在 德
国慕尼黑召开 了“ 混凝土早 期热裂缝” 国际会议 ； ２０ ０ １年在 以色 列召 开 了 “ 凝 系统 的 早期 开裂 ” 胶 会 议。 本文结合广西 自治区贵港市桂平郁江特大桥连 续梁 桥施 工 的实际情 况来 加 以论述 大跨预应 力混 凝 土箱梁桥施工质量控制措施。广西梧州至贵港高速
１ ３ 采用 大刚 度挂篮 ．
土浇注质量和整体安全非常重要 ， 因此在挂篮使用 前对 其预 压是 十分必 要 的 ， 预压 结果 表 明 ， 本次 挂篮
预压 得 到 的挂 篮 弹性 变 形 为 １ ｍ， 可 恢 复 的非 ８ｍ 不 弹性 变形 为 ４ ５ｍ 残余 变 形值 较 小 ， 明该 挂 篮 ． ｍ， 表 的弹性性 能和恢 复性 能 良好 。大刚度 挂篮 可 以很 好 的抑 制箱 梁混凝 土 的早期 裂缝 。
对原材料（ 钢筋 、 水泥 、 、 砂 碎石 、 水等 ） 都应进 行严 格 的抽 样检 验 ， 混 凝 土 配合 比应 进行 对 比试 对
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３ ８卷
验 。如 果砂 、 石 的 含水 量 与 设 计 时 存 在 差 异 （ 碎 比
如说温度过高或者下雨后 ） 应对其含水量进行重新 测试 ， 并根据实测含水量实时调整配合 比， 以保证混 凝 土 的浇注质 量 。箱梁 混凝 土材 料控 制和配 合 比优
表 １ 最优配合 比下拌合物及混凝土性能
利用 该配合 比进 行该 大桥施 工 ， 效果 良好 ， 主要
表现 在 以下 几个 方 面 ：
土阶段混凝土浇注时的重要工作平台和承重构件 ，
其强 度 、 刚度及 稳定 性 对 悬臂 浇 注 施 工 桥 梁 的混 凝
１ ）标 养 和现养 条件 下混 凝 土 ２ 立方 体抗 ８ｄ的 压强 度分别 为 ７ ． ａ ６ ． ａ ４ ９ＭＰ 和 ９ ２ＭＰ 。 ２ ）混 凝土 人模 温度较 低 ， 板混凝 土 浇筑 后 的 腹 绝对 温升 不大 ， 水化 过程 中箱梁 内外 温差很 小 ， 梁 箱 混凝 土水化 热并 不会 导致 裂缝 的出现 。 ３ ）施 工过 程 中及成 桥后均 无可 见裂缝 产生 。
混 凝土 裂缝 的相应 技术 方 法 。
设计 、 施工与原材料选用的依据 ， 有效地保证结构物 在不同环境 中达到其设计使用寿命 ， 已成为当前混 凝土材 料界 和工 程界 研究 领域 的热点 问题 。
混凝 土结构 施 工早期 的开 裂 问题 越来 越受 到重 视 Ｊ到 目前 为止 ， ， 国际材 料 与 结构 试 验 和 研究 实
文 良统 ： 大跨径预应力混凝土薄壁箱梁桥施工早期裂缝的控制技术初步研究
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② 当倾落高度超过 ２ｍ时， 应通过 串筒或溜管
施工 ， 生泵送 混凝 土 的堵 管 现象 。混 凝 土 一 次不 发
等设施下落； 倾落 高度超过 １ ｍ时 ， ０ 应设 置减速装
置；
宜浇注过多 ， 以免水分蒸发 ， 发生因施工不当导致的
１ 箱 梁 混凝 土 预 防早 期 裂 纹 产 生 的
施 工 措 施
１ １ 控 制原材 料质 量 ．
验室联合会 （ ＩＥ 已经 召开过三 次会议 ：１８ ＲＬ Ｍ） ９２
收稿 日期 ： ０ ２０ —７ ２ １ 。５０ 作者简介 ： 良统 （９ ９ ）。 ， 文 １６ 一 男 高级经济师 。 主要从 事路桥建设。
表 ２ 本 挂篮主要技术指标
挂篮总重量 挂篮 白重与 挂篮容许悬浇箱梁
（ 含箱梁钢模板 ） ｔ浇筑块件之 比 宽度／ 长度／ 重量／ ／ ｍ ｍ ｔ
８ ． １５ ０ ３ ．６ ≤１ ５ ４． ≤４． ０ ＜ ５ ￣２ ０
１ ）浇注 混凝土 前 ， 对支 架 、 板 、 应 模 钢筋 和 预应 力筋 进行 检查 ， 合要 求 后 方 可 浇 注混 凝 土 。用 与 符
３ ２℃ 以下 ， 宜选 在 一天温 度较低 的时 间内进行 。
４ ）自高 处 向模 板 内浇 注 混凝土 时 ， 为避 免 混凝
土 发生离 析 ， 浇注高 度应符 合下 列要 求 ：
挂篮 是大跨 预应 力混 凝 土连续 梁桥施 工时混 凝
① 倾 落高度不 应超 过 ２ｍ；
３ 期
大 跨径 预 应 力混 凝 土 薄 壁 箱 梁桥 施 工早 期 裂缝 的 控 制技 术 初 步 研 究
文 良统
（ 湖南路桥建设集团公司 ， 湖南 长沙 ４ ００ ） １ ４ ０
摘 要： 预应力混凝土箱梁桥 具有结构形式 简单 ， 跨越能力较大， 工方便等优点 ， 施 在现 代桥 梁工程 中广泛采用。但薄壁箱梁混凝土施工质量控制难达预期 ， 梁混凝土施工质量是 箱
第 ３ 卷第 ３ ８ 期
２１ ０ ２年 ９月
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Ｖ０． ． １３８ Ｎｏ ３ Ｓｅ ２ ２ ｐ． ０１
ＨＵＮ ＡＮ ＯＭＭＵ ＣＡ Ｉ Ｎ ＣＩ ＮＣ Ｃ ＮＩ Ｔ Ｏ Ｓ Ｅ Ｅ ＡＮＤ Ｔ Ｃ Ｅ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
文章编 号 ： ０ ８８ ４ ２ １ ）３０ ０ —５ １ ０ —４ Ｘ（０ ２ ０ — １ ５０
化 的主要原则 如 下 ： １ ）为增 加混 凝土 的早 期强度 、 减少 水 化热及 由 此 导致 的温差 引起 的早 期 裂 缝 ， 少水 化 时 引起 的 减 收缩裂 纹 ， 议在 薄 壁箱 梁 混 凝 土施 工 时 选 用初 凝 建 时 间较 长 、 水化 热 低 、 缩 小 、 碱量 较 低 的高 品质 收 含
混凝 土搅 拌用水 清洗模板 内的杂 物。浇注混凝 土 前， 对混凝土的坍落度和均匀性进行检查。
２ ）冬季 施工 时 ， 混凝 土拌 合物 的 出机温 度不 宜 低于 ｌ ０℃ ， 人模 温度不 得低 于 ５℃ 。 ３ ）热期 施 工 时 ， 凝 土 的 浇 注 温 度 应 控 制 在 混
胶凝材料总用量及 粉煤灰掺量 等参数上变化设 置 ｌ 以上 配合 比 ， ｌ 配 比进 行 分 析 、 ０组 对 Ｏ组 比较 。以 某主跨 １４ｍ的连续梁桥为例 ， ５ 该桥箱梁混凝 土强
度 等级 为 Ｃ ５ 优化 和 配合 比为 ： 泥 ： 煤 灰 ： ５， 水 粉 砂
制骨料级配 ， 应该选取强度高、 级配好的骨料 ， 从而 ： 碎石 ： ： 加剂 ＝３３： １ ７０： ２ １２： 水 外 ５ １６： ３ １１１：４ 减小混凝土的内部缺陷 ， 提高混凝 土的质量 ， 避免因 ５ １９ ｋ／ 。最优配合 比下拌合物及混凝土性 能 ．５ （ｇｍ ） 见表 ｌ 。 缺 陷导致 应力集 中而产生 裂缝 。
近 十年来 ， 大跨 径混 凝土梁 桥不 断发 展 ， 主跨 的
桥 长 １ ０ ４ｍ。主桥 采用 预 应 力 混凝 土 变 截 面薄 壁 ４
持续下挠 ， 腹板斜裂缝， 底板裂缝、 横隔板裂缝等现 象已成为国内外大跨径预应力混凝土梁桥的常见病 害。混凝土开裂是一个复杂的综合性问题 ， 它涉及 结构 、 材料与施工等多方面因素… 。准确分析和评
不 规则 裂纹 。
③ 在串筒出料 口下面， 混凝土堆积高度不宜超
过 １ｍ。
２ ）箱梁截面一般较高， 在高度方向通常会分层 浇注 ， 这是两层的结合面应充分凿毛 ， 另外 ， 分段浇 注混凝土的端面也应该严格按规范执行 ， 以免混凝 土结合界面产生裂缝。 ３ ）振捣混凝土应严格按《 公路桥涵施工技术规 范》 Ⅲ ０ １ ２０ ） （ ４ — ００ Ｈ 执行 ， 避免过振导致混凝 土 离析、 漏振及振捣不密实导致混凝土内部产生空洞
水泥。
４ 严格控制好水泥用量 ， ） 在达到强度要求的基 础 上尽量 少用 水泥 ， 以免 产 生 因水 泥 用 量 过 多导 致
的收缩裂 纹 、 化热 裂缝 等现象 。 水
５ 选择合适 的＃ Ｊ剂 ， ） ｂ ｔ 如膨胀剂 、 Ｊ ｌ 减水剂 、 缓凝 剂 等 ， 到增加 和易性 、 加强度 、 起 增 改善 塑性 的作 用 。
质、 硫化 物及 云母 等 杂质 的含 量 ， 、 的 含泥 量 应 砂 石 根据 控制 在 １ 以内 。 ％ ３ ）为获得 较小 的混 凝土 空隙率 及表 面 积 ， 控 应
于 Ｃ ０的混凝土） 应根据箱梁混凝 土技术参数 要 ５ ， 求、 使用原材料情况和设计参数 的确定 ， 从水胶 比、