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先简支后连续梁桥湿接头裂缝控施工技术
摘要:湿接头浇筑和体系转换是先简支后连续梁桥施工的重点
和难点。以某高速公路高洲埔大桥为实例,分析和研究了引起湿接
头开裂的多种因素,并从施工角度提出体系转换前后裂缝控的方
法,实践结果表明方法实用、可靠。
关键词:先简支后连续;湿接头;体系转换;裂缝控;施工技
术
中图分类号:u448.21+5文献标识码:a文章编号:
先简支后连续梁桥具有结构合理、经济美观、施工工期短和行车
平顺性好等优点,在我国高速公路中小跨径桥梁建设中被广泛地应
用。其施工工序是:先预安装梁板,形成简支梁结构,后浇筑湿
接头混凝土,再张拉负弯矩钢束,然后拆除临时支座,完成体系转
换,最后形成连续梁结构。在整个过程中,湿接头的浇筑和体系转
换是施工的重点和难点。
湿接头开裂的现象时有发生,常导致桥梁通车后带裂缝工作、钢
筋过早锈蚀等问题,严重时可导致负弯矩预应力失效,从而大大降
低结构的可靠性和耐久性。所以对桥梁湿接头裂缝控施工技术进
行研究,在当前具有重要的现实意义。
一、湿接头开裂的原因分析
1、裂缝产生机理
研究表明,混凝土由于水泥石的自由收缩受到骨料和钢筋的约
束,导致其内部在骨料和钢筋与水泥石的粘结面和水泥石的内部出
现不均匀分布的微裂缝。当混凝土在承受较大荷载或变形时,这些
微裂缝会扩展和串通,最后发展成肉眼可见的宏观裂缝。
引起裂缝产生的原因一般有[1]:(1)由荷载作用引起的拉应力,
如静、动荷载;(2)由变形作用引起的裂缝,如温度、收缩、徐变
和不均匀沉降等作用;(3)混合作用;(4)碱骨料反应。
2、引起湿接头开裂的因素
下面列举了一些引起湿接头开裂的因素:
(1)凿毛不彻底和混凝土浇筑质量差。湿接头处在新老混凝土
结合的薄弱环节,凿毛的好坏影响着此处混凝土的黏结。湿接头混
凝土振捣不实也是引起开裂的重要因素。
(2)模板支护不牢、钢筋保护层过小。模板支护不牢会导致混
凝土在浇筑时受扰动而拉裂。钢筋保护层过薄将导致钢筋附近由粘
结滑移引起的裂缝迅速发展,引发开裂。
(3)混凝土配合比不当、原材料不合格。用水量和水泥用量是
影响混凝土干燥收缩的重要因素[2]。用水量增大会引发收缩裂缝,
过大的水泥用量会导致温度裂缝产生。水泥、骨料和外加剂等原材
料的品质也是影响开裂的因素。
(4)养护不到位和施工作业的干扰。混凝土的养护是控裂缝
的重要手段。养护的时间越早、越长,混凝土抗裂性能越好。混凝
土早期强度低,若外界施工干扰过大,会引起开裂。在简支转连续
梁桥施工中,施工作业衔接紧凑,干扰多,容易引发开裂。
(5)预应力施工质量差和临时支座安拆不当。预应力可以使湿
接头顶板产生压应力储备,能抵消荷载作用产生的拉应力,防止开
裂。施工中常存在预应力摩阻损失大、张拉力不达标等问题。临时
支座安装高低不均、拆除工序不合理,常造成永久支座受力不均,
甚至脱空,引发湿接头开裂。
二、裂缝控施工技术要点
1、优化混凝土配合比
采用低热水泥,减少单位用水量和水泥用量。掺加粉煤灰等矿料
替代部分水泥。选用级配良好、含泥量低的集料,适当减小砂率。
控混凝土坍落度在12~16cm之间。加入适量膨胀剂,可以补偿混
凝土自有收缩和梁体间由温度等作用引起的收缩。必要时可在混凝
土中掺入聚丙烯纤维来提高早期抗裂性能。
2、加强施工质量管理
(1)对梁端进行彻底的凿毛,并用高压水枪冲洗干净。梁板架
设位置准确,减少管道偏差带来的预应力摩阻损失。临时支座安装
高低均匀,拆除后应保证永久支座充分受力。
(2)模板安装应有足够的刚度和稳定性。钢筋间距均匀,不宜
过密或过疏,保护层厚度不能过小或过大。
(3)混凝土搅拌均匀。缩短跑料时间,减少坍落度损失。降低
混凝土入模温度,严禁现场加水。混凝土振捣密实,严禁用振捣棒
赶料,梁端附近加强振捣。
(4)及时养护,混凝土终凝后立刻用土工布覆盖并洒水养生,
养护时间在14天以上,养生期间土工布始终保持湿润。控好拆
模的时间和方法。
(5)混凝土强度达到设计值的90%以上时,才能进行负弯矩预应
力施工,实际强度可由同条件养生试件确定。预应力张拉采用张拉
力与伸长量双控,保证预应力达到设计要求。
3、合理安排施工工序
为防止混凝土收缩、徐变对结构产生过大影响,应保证同一跨桥
各预梁龄期基本一致,相邻跨的预梁龄期相近。同一联桥的
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