浅析横江水库特大桥刚构顶板裂缝成因及控制措施

1、浅析横江水库特大桥刚构顶板裂缝成因及控制措施李波（广东华路交通科技有限公司，广东，广州，510420）【摘 要】木文以汕湛高速公路横江水库特大桥为背景，此桥主桥为5*100m 刚构桥梁，施工过程中0、1#块出现较多不规则裂纹，木文根据结构内在和外部 施工、环境等原因分析裂纹牛成原因，并采取措施有效抑制了裂纹的发展和新裂 纹的生成，为类似工程提供一定的借鉴。【关键词】特大桥；刚构；裂纹汕湛高速揭博项目横江水库特大桥全长1031m，上跨地方一级水源保护区横 江水库，为该项目控制性工程。近年来，连续刚构桥越来越收到重视，但同时产 牛了一系列弊端，其中较多刚构桥在建设和运营过程中出现了各种形式的裂纹,

2、 这些裂缝不仅会消弱结构的刚度和强度，而且会影响桥梁的安全性和耐久性。木 文就横江水库特大桥0、1#块施工过程幽现的裂缝进行了实地考察并分析研究, 针对性地采取了一系列控制和预防措施。一、工程概况该桥主桥（3#-10#墩）上部结构采用（55+5×100+55）m预应力碗连续刚 构，共分成15种梁段。其中07#梁段为立托架现浇，2-13#梁段采用挂篮悬臂 现浇施工，14#梁段为合龙段，15#梁段为边跨现浇段（采用支架施工）。箱梁纵向 分块为3.8m （边跨现浇段）+2.0m （边跨合龙段）+4×4m + 5×3.5m + 3&t

3、imes;3m （12 个悬浇段）+2.5m （1#梁段）+8m （0#梁段）+2.5m （1#梁 段）+3×3m + 5×3.5m+4×4m （12 个悬浇段）+2.0 （中跨合 龙段）。主梁底板厚度变化采用2次抛物线，由2#梁段处83.5cm渐变到跨中30cm, 1#梁段底板设置倒角加厚至140cm；主梁顶板厚0#块采用50cm,其余均采用 28cm； 0#块 442.4013、重 1150.2t, 1#块 84m3、重 218.4to 0#、1#块主体工程截 面图如下：二、施工情况0、1#块箱梁采用预埋贝雷阴阳头及钢板搭设支架现

4、浇施工的方案施工吋， 分两次浇筑，第一次浇筑至顶板倒角位置离顶板1.3m,第二次浇筑剩余1.3mo 混凝土施工施工在2014年12月份，施工气温在10-22°co1、栓配比情况现浇箱梁设计强度为c55,由于本项目周边河砂较粗(mx二3.02320),经项 目试验室试配和第三方jc1中心试验室复核，卷配合比为：水泥：河砂：大石(10-20mm)：小石(5-10mm)：水：外加剂=495:767:700:300:158:5.94,其和易 性满足设计要求，混凝土 r28满足配制强度要求。3、混凝土施工情况底腹板絵方量420方，顶板240方，采用2台地泵对称浇筑。混凝土设计坍落度 140-1

5、80mm,实测为 165-180mmo底腹板浇筑时间为9.5-15.3h,顶板浇筑时间为6-9ho4、养生情况桧养生均采取洒水养生7天，面板、底板覆盖土工布的措施，养生过程中存 在局部土工布覆盖不到位，不及时的情况，洒水间隔吋间过长，不能保持卷表面 湿润状态。5、张拉情况张拉与混凝土浇筑间隔时间最长的为z7#墩和z4#墩，为8天，最短为z9# 墩，为6天。6、内模拆除内模拆除与混凝土浇筑间隔时间最长为z9#墩，为8天；最短z4#墩为3天。三、裂纹排查情况2015年1月3日，左幅4、5、7、8、9#墩0、1#块底腹板和顶板已浇筑完 成，4、9#墩已拆内模，桥梁工程师发现9号墩箱梁内存在裂纹，并进

6、行了初步 排查，发现裂纹多为从横隔板顶施工缝处向顶板延伸发展，另外，人洞周边有几 条径向发展裂纹。为进一步了解裂纹发展部位及产生原因，对已经拆完内模的4、7、8、9#左 幅0、1#块进行全面排查。从排查结果来看，0#块内箱顶板裂纹较多，占裂纹总数比列达54% （裂纹总 数128条，0号块69条，1号块59条），多为内模拆除后产生，从顶板四角向面 板发展，面板上裂纹纵横交错（呈不规则状），1#块裂纹多为纵向和沿倒角处斜 向发展，以上排查裂纹基本全部位于顶板及倒角部位（第二次浇筑絵部位），裂 纹宽度在0.1-0.4mmo四、裂纹成因分析1、温度的因素第二次絵浇筑后水泥水化产生大量的水化热，从而使混

7、凝土内部温度升高, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而拆模后 而混凝土表面散热较快，加上水库桥位处风力较大，昼夜温差也较大，约6j6 度之间，这样就形成内外的较大温差，导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收 缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，产生很人的拉应力而产生裂缝，温 度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错，0、1号块裂纹大 多为此类型。2、龄期差及徐变的因素横江水库主墩0、1号块栓底腹板及顶板碗分两次浇筑，其中左幅49号墩 两次絵浇筑时间均大于批复施工方案7天内浇筑完成的要求，两次栓浇筑吋间跨 度均在天不等，龄期对混凝土徐变有非常显著的影响

8、。龄期越小，水泥的 水化越不充分，混凝土的强度越低，混凝土的徐变也越大，所以绝大部分裂纹都 产生在第二次浇筑的顶板絵表面，并止于两次絵浇筑施工缝处。3、原材料的因素砂的细度模数偏大，需要更多的水泥填充密实，造成水泥用量增加，以满足 桧和易性和泵送要求，由于確未使用外掺料，为了满足卷工作性能达到施工要求, 水泥用量较高，使絵的水化热增大引起裂纹。4、养生的因素横江水库桥位处汇风口，风力大，1号块底板栓表面及0、1号块顶板卷表 面絵成型后，未保持湿润养生状态，水分蒸发快，水泥浆中水分的蒸发会产生干 缩，而内部温度变化小，收缩较小，从而使表面收缩变形受到内部絵的约束力， 引起絵表面开裂。5、基岩约束

9、效应刚构0、1#块腹板和底板厚度较大，但顶板较薄，各部位刚度悬殊，箱梁分 两次浇筑，口两次浇筑时间间隔较长，下部混凝土的收缩先期已基本完成，而顶 板浇筑后，其妊收缩和水化热降温引起的收缩相互叠加，形成颇人的收缩量，这 种收缩收到横隔板和腹板接触面强大的约束导致顶板开裂，称为“基岩约束效应”。五、预防与整改措施1、采购蒸汽养生设备2台用于主墩箱梁养生，并要求以后施工过程中对每 个主墩进行配备，混凝土拆模后及时进行养生。2、针对原材料砂级配偏粗的情况要求承包人进场中砂，并重新对主墩箱梁 絵配合比进行调整，降低水泥用量。3、缩短两次栓浇筑时间间隔，对时间间隔较大的箱梁施工，在0号块顶板 增加防裂钢筋网，督促项目部加强对养生工作的管理，确保卷表面土工布覆盖到 位，不留死角，并及时洒水确保栓表面湿润，并在1号块端部增加设置挡风措施， 防止内箱形成穿堂风加速混凝土表面干燥。4、按照公路工程检验评定标准，对大于0.15mm以上的裂纹采取裂缝修补 ab胶进行封闭并定期进行观测。5、在顶板底部增设防裂钢筋网片，有效防止栓表面收缩裂缝向深层发展。六、结论该桥出现的裂缝多为絵收缩裂缝，对桥梁刚度和强度并无太人影响，但通过 对裂缝成因的分析，对后续悬浇节块的裂缝控制起到重要作用。1、加强钢构桥施工的施工组织计划，最大限度地降低两次浇