城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理（精选6篇）

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理 篇1

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理

1、工程概况

无锡市新华路高架桥工程为城市快速路工程，设计荷载为公路1级标准。工程起始于金城东路，终止于锡东大道，是连接无锡中心城区和高铁车站、商务区的重要城市主干道。线路全长6．6 km．分为六个土建施工合同段，其中高架桥分为Q1、Q2，Q3三个标段，桥面沥青铺装为XHA21标段，地面道路分为II一

1、II一2两个标段．均由上海市政工程设计研究院设计。

高架桥标准段大多采用3 mx30 m跨径等高度预应力混凝土连续箱梁结构，局部跨度稍有变化，梁高均为2 in，箱梁外侧斜底板与挑臂之间用圆曲线连接，形成“蝶形”箱梁断面。高架桥跨越主要路口，采用40m+60m+401TI的跨度组合，采用变高度连续梁。均采用满堂支架现浇的方法施工。由于是市政工程，所有混凝土均采用商品混凝土。

2、施工准备阶段的监理工作

高架桥的现浇施工在全国已经普遍采用，积累了丰富的成功经验，但也有少量失败的惨痛教训，且本工程工期紧，只允许一次成功。为此 监理部在工程开工初期，就全面考虑了影响高架桥施工的各个因素，制定了具体措施。

(1)在钻孔桩施工阶段，监理部要求各施工项目部要为现浇箱梁施工做好场地准备，要求全部的泥浆池设置在主线范围外侧 不得对以后的支架地基及地面道路造成影响。

(2)要求各项目部集中施工力量，全部完成某一联的基础及下部结构，为箱梁的尽早开工创造条件。

(3)监理部尽早编制了箱梁现浇施工监理细则，对监理人员和各项目部主要施工人员进行了监理细则交底，使大家事先对高架桥施工有足够的思想和技术准备。

(4)本高架桥的梁底距现状地面10 in左右，根据相关安全生产规定，属于“危险性较大项目”。对该高支模项目需要进行安全专项专家评审。因此，监理部要求各项目部尽早制定箱梁现浇的支架方案，并组织专家评审，各项目部根据专家评审意见对原方案进行优化完善：同时，主要监理人员参加了专家评审会，对现浇支架的各质量关键点加深印象，以便于以后的现场检查监理，也为高架桥工程的尽早开工创造条件。

3、施工阶段的监理工作

3．1 紧盯河塘、承台基坑等薄弱区的回填质量本桥梁施工区域的地表土为第四纪河湖相沉积黏土，地基承载力约200 kPa，经简单处理后可以满足现浇支架的地基要求。但本工程的施工场地很长 高架桥下方也有河塘如洋泾浜河、老九里河等，还有大量的承台基坑。这些河塘，基坑的回填质量现浇支架的薄弱点，地基处理不好就会因局部沉降过大危害支架的整体稳定性，造成重大安全事故。因此．必须紧盯承台基坑回填，确保地基承载力。

监理部根据箱梁施工监理细则，首先对各施工技术人员、施工管理人员交底，讲清楚基坑回填的重要性，使各部门都提高认识，在实际施工中积极主动地做好这一工作。各施工单位对此也高度重视，在实际回填中采用灰土分层回填、压实。尤其重视在薄弱区的回填，当回填至接近地面0．5 m。的厚度范围内，使用本地区的拆迁房屋的建筑垃圾，主要是砖头 混凝土碎块等进行回填，以增大地基承载力。

3．2 支架地基的清平、掺灰及压实的监理工作地表清理后 按照施工方案，施工单位使用21 t重型压路机全面碾压，然后以轻型触探仪检测地基承载力。现场监理旁站了这一试验，并做好记录。验收合格后浇筑10cm~15cnl厚的混凝土地坪，同时在周边挖排水沟以做好排水措施。

3．3 满堂支架搭设的监理工作

本工程除主要路口采用型钢门洞外，其余部分全部采用满堂碗口式支架施工方法。支架方案在专家评审后进行了优化，在箱梁腹板区域采用步距60 cm，在箱室区域采用步距90cm。

在搭设支架之前，首先在混凝土地坪上放样，确保实际支架与设计基本一致。测量专业监理工程师检查支架放样合格后，才能同意施工单位进行支架搭设。

3．4 支架预压阶段的监理工作

支架搭设到标高后，首先进行结构检查。结构监理和安全监理工程师检查支架是否按批准的施工方案搭设，各剪刀撑扫地杆等是否扣紧，可调底座、顶托伸出长度控制在30 cnl内以及支架垂直度等。合格后，在钢管顶托上面按照方案图铺设纵横分配梁及底模；督促施工人员按照批准的安全方案，在周围搭设安全护栏、挂设安全网，然后进行支架预压。

预压重量按箱梁自重1：1比例进行，要求做到逐孔预压，保证持压时间不小于48 h。预压过程中使用测量仪器进行沉降观测。在连续2 h内，沉降量小于0．1 mm／h，即认为支架沉降已经稳定，已经消除了支架的非弹性变形，可以

卸载。再根据卸载前后观测数据推算出弹性变形值，以确定底模预抬值及设置预拱度。

3．5 箱梁模板及钢筋、钢绞线安装的监理工作本工程的现浇箱梁一个很大的特点是宽度大。例如匝道上口处的跨度3Om、宽度38．5 m、梁高2 m 因此模板、钢筋、钢绞线安装等工作量很大。为积极主动地做好监理工作，总监办要求测量监理工程师对模板标高、轴线进行检查。各监理员带图纸 钢卷尺到现场，检查模板拼装质量和各部位模板细部尺寸。确认合格后允许进行钢筋安装等后续工作。

为了检查大量的桥梁普通钢筋，监理员带图纸到施工现场，根据钢筋编号逐个查验，以便及时发现问题，迅速解决问题，避免被动状态，赢得了施工人员的极大配合与尊重。

除一联匝道桥采用普通钢筋混凝土之外，本工程全部箱梁均为预应力结构。又因为本工程箱梁多是三孔一联，分两次浇筑，一旦钢绞线有误，将无法纠正。因此，钢绞线安装质量是检查中的重中之重。监理人员在施工现场检查塑料波纹管的安装位置，尤其是起弯点、平面位置、波纹管内钢绞线根数等都进行检查。确认符合设计和桥梁施工规范要求后，同意封闭腹板内侧模板。

3．6 箱梁现浇

箱梁混凝土浇筑分底腹板、顶板两层浇筑。施工缝设置加强钢筋。为保证箱梁外露面施工缝处不会因两次混凝土浇筑而产生错台、流挂，在外侧模板处采取刚性支撑加强。浇筑方案既要保证浇筑速度，又要避免“冷缝”，还要考虑本标段的施工能力。施工中采用两台HB6O型47 m泵车对角停放、对头浇筑，满足了施工要求。

3．7 桥梁预应力系统的监理工作

确保预应力施工质量和安全是本工程最主要的问题，也是事后很难检查验证的问题。因此，总监办要求各监理组对预应力张拉和压浆进行全过程旁站，现场监理确认张拉顺序是否符合要求、张拉后检查锚下是否有异常等：在张拉现场带上计算资料和计算器，确认张拉力符合计算值，伸长量在士6％以内，才同意切割工作长度的钢绞线并封锚。张拉后，按规范要求尽快压浆(设计要求在48 h内完成)。在压浆现场，监理员和试验监理共同监督 包括压浆试块制作和压浆真空度检查、出浆情况检查，监理人员填写 监理旁站记录”，并由施工单位质检员签字承认。最终采取剥开预应力孔道的方法检查压浆饱满度情况。

4、材料试验检验工作

桥梁施工监理涉及很多方面，是一个大的系统工程。任何一个疏忽都可能影响到质量 安全、进度。

根据工程进度要求和有关试验规范，在地坪混凝土浇筑时，总监办要求各施工单位尽早选定主桥C50混凝土生产厂家，总监办试验专业监理工程师进行了实地考察。对C50混凝土的初凝时间、施工性能、配合比等提出指标要求，要求商品混凝土公司立即进行C50混凝土的试配并报送质监站进行平行验证。同时，要求各施工项目部对开展C40压浆配合比的试配和验证。这两项工作的提早进行，为主桥的顺利浇筑提供了保障。

对于进场的商品混凝土、钢筋原材、钢筋焊接、钢绞线，试验监理工程师及时见证送检，全部满足要求。

对预应力施工的千斤顶，要求各标段报送顶表的配套校验报告，试验监理检查后同意使用。结构监理工程师根据校验报告的回归方程，结合图纸和施工规范推荐的公式．校验施工单位报送的张拉计算书。计算结果相符后同意使用，指导现场施工。需要指出的是，在预应力钢束伸长量计算中所取用的钢绞线弹性模量以试验报告结果为准。

5、成桥荷载试验

2011年5月初，江苏省交通科学研究院和上海市公路工程质量检测中心对高架桥工程进行动静载试验。试验前，两家单位分段对桥梁进行了全面检查，结果未发现结构缺陷和病害，且支座 伸缩缝、桥面铺装等状态良好。

动静载试验表明，各种工况下均未发现结构有可见裂纹，备数据显著优于标准值。这也是对本次主桥箱梁施工监理工作的最大肯定。

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理 篇2

湖南省永州—蓝山(湘粤界)高速公路北起永州市接履桥连接湖南省邵阳—永州高速公路(在建),南至蓝山县南风坳(湘粤界)与广东省怀集—连州高速公路(拟建)相接,主线全长约146 km。它既是国务院批准的二连浩特—广州国家高速公路的重要组成段落,也是湖南省规划的“五纵七横”公路主骨架网第四纵的重要组成部分。其控制性工程荷叶塘特大高架桥桩号为K52+900,长1037.5 m,桥墩最高达83.5 m,地质复杂,施工难度非常大。大桥由左右分离式断面组成。桥梁上部由11跨(66 m+3×110 m+2×66 m+4×110 m+66 m)现浇预应力连续箱梁组成。跨中截面如图1所示。

2 预应力连续箱梁施工

2.1 箱梁悬浇施工程序

变截面连续梁桥箱梁悬浇程序:1)安装托架浇筑0,0′,1′号梁段;2)安装挂篮,悬浇2号～14号梁段;3)搭设吊架浇筑边跨现浇段;4)按顺序合龙中跨直至全桥合龙。其中浇筑1号,10号墩墩顶0号块时,应注意浇筑墩梁临时固结。

每段梁浇筑程序:1)安装挂篮就位;2)测标高;3)立模;4)绑扎钢筋;5)浇筑箱梁混凝土;6)测标高;7)待混凝土强度达到90%后,张拉双向预应力束,张拉顺序:纵向预应力※竖向预应力;8)测标高;9)移动挂篮,进行下一梁段的施工;10)对已张拉的预应力孔道及时压浆。

2.2 模板安装

模板采用工厂加工定型钢模板,板厚5 mm。箱梁腹板外模为了安装、固定方便和保证模板平整度,同时便于汽车式起重机吊装,将750 mm×1 500 mm钢模板拼合成3 m×6 m整体式模板后再行安装;腹板内模采用以1 500 mm×1 500 mm为主的组合钢模板。腹模采用方木及钢管脚手架固定,同时在腹模之间用Υ16钢筋作为拉杆连接,纵横间距60 cm。模板工程完成后即可进行混凝土灌注。

当腹板混凝土灌注完成24 h以上后,可拆除模板,然后安装顶板及翼板的模板支架,安装顶板及翼板底模,模板采用以1 500 mm×1 500 mm为主的组合钢模板。然后安装顶板、翼板钢筋和顶板预应力钢束;同时将腹板预应力钢束张拉、压浆、接长。

将施工缝处的钢筋焊接,然后安装施工缝处的腹板和顶板模板,施工缝处的腹板、底板混凝土与下节顶板混凝土一起现浇。

2.3 预应力混凝土工程

箱梁混凝土采用现浇C50预应力混凝土。混凝土灌注先现浇腹板,然后对称向两侧浇筑,灌注腹板时沿整个横断面分层分段以斜坡层向两侧推进,斜坡层倾角20°～25°,灌注混凝土每层厚度30 cm以内。在底板采用PVC管或钢管预留10 cm通气孔。腹板采用插入式振动器,底板和顶板采用平板振动器。振捣时防止振动器触及波纹管,避免波纹管破裂漏浆。在浇筑顶板混凝土时预留一个比底模略大的工作孔,剪断该处钢筋,待箱内有关工作完成后,将钢筋搭接电焊,再行浇筑混凝土封闭工作孔。外露混凝土采用麻袋覆盖,洒水养生。

2.4 预应力钢束张拉及压浆

2.4.1 波纹管制作与安装

波纹管采用波纹管成型机在预制场卷制波纹管带而成。波纹管接长采用大一号同型的波纹管做接头,接头长度为350 mm,两端连接处用密封胶带裹严,防止混凝土浆渗入。

波纹管安装严格按施工图纸提供坐标安放,每隔1 m将Υ12定位钢筋(马凳支托)焊接一组在箍筋上,将波纹管用6倒U形筋点焊在定位筋上,防止波纹管偏移或上浮。检查波纹管位置、曲线形状、接头、管壁有无破损等缺陷,予以及时修复。

2.4.2 预应力钢束制作与安装

钢束制作:编束时,逐根理顺,防止相互缠绕,每隔1 m绑扎一道20号铁丝,铁丝头弯进钢丝束里,编好的钢束编号堆放在方木支垫上,并予以覆盖。带固定端的钢束每根钢绞线先穿过固定锚板锚孔,安放螺旋筋,挤压头靠紧锚板,然后再编束绑扎。

钢束安装:钢束前端扎紧并裹胶布由人工穿入波纹管中。因固定端埋入混凝土中,因此顶、底板钢束在灌注混凝土前完成穿束,腹板左幅第1跨(右幅第11跨)穿束先于混凝土,其余各跨穿束有的在灌注混凝土之前,有的在混凝土灌注之后。穿束时采用导链将钢束吊起,工人站在脚手架上逐步穿入,完成穿束工作。顶板钢束以横隔梁纵中线对称7 m布置,底板以跨中为中心越过横隔梁纵中线7 m对称布置。

2.4.3 预应力张拉与锚固

钢束张拉机具:1)腹板钢束采用穿心式液压千斤顶YCW400型,公称拉力3 420 kN;底板和顶板钢束采用YCW100型,公称拉力980 kN。2)高压电动油泵型号ZB4-500型。机具在使用和保养中严格按产品说明书要求进行。

1)工地试验表明C50混凝土7 d强度可达到100%,一般在混凝土灌注7 d后开始张拉。张拉为一端张拉。施加预应力采用张拉应力控制,伸长值校核。单根钢绞线施工张拉应力:考虑1.025的锚口摩阻损失系数,σcon1=1 860×0.7×1.025=1 334.55 MPa(左第1跨、右第8跨0.7 Rby);σcon2=1 860×0.75×1.025=1 429.88 MPa(其余各跨0.75 Rby)。张拉程序:0※初应力※σcon(持荷2 min锚固)。初应力为控制应力σcon的15%,伸长值应从初应力时开始量测ΔL1。预应力钢束施工张拉力值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值———张拉力关系曲线换算成相应的张拉油压表数值。2)理论伸长值按JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范的公式12.8.3-1计算,由于各钢束之间参数不尽相同,钢束较多,其计算本文从略。实际伸长值控制在-5%～10%之间,其计算见公式12.8.3-2,公式中的推算伸长值ΔL2可按张拉与伸长值成正比例关系计算。3)钢束张拉顺序遵循同步、对称原则:中腹板钢束(中间束※最上端束※最下端束)※边腹板钢束(两腹板中间束※两腹板最上端束※两腹板最下端束,即对称张拉)※顶板钢束(中间束※对称向两端束)※底板钢束(中间束※对称向两端束)。张拉钢束严格按顺序进行,按规程操作,张拉正面严禁站人。张拉达到控制应力,量测伸长值进行校验,全部符合要求后,持荷2 min锚固。4)滑丝处理:在施工中也出现滑丝现象,一般更换夹片后,使用小型千斤顶重新张拉锚固。

2.4.4 孔道压浆

压浆材料为50号水泥浆,1 m3材料用量:普硅水泥42.5级1 300 kg、硅粉78 kg、UEA低碱膨胀剂65 kg、水468 kg、SW系列高效减水剂10.4 kg。

压浆设备主要有灰浆搅拌机、电动挤压式灰浆泵等。当预应力钢束张拉锚固完成后,立即从梁的张拉端的锚垫板注浆孔注入,直至从梁的另一端预留的排气孔冒出浓浆后封闭,继续加压0.5 MPa～0.6 MPa约2 min,立即封闭注浆孔。压浆前将排气管口放开,保证排气畅通,压浆时需连续、缓慢、均匀地进行。

2.5 腹板钢束接长

腹板钢束接长采用连接器,OVM15L-15型连接器为周边悬挂的挤压式连接器,位于箱梁腹板第2跨～第11跨7 m施工缝处。钢束张拉后由连接体先行锚固,完成压浆,然后将接长钢束的15根钢绞线分别卡入连接体周边对应的凹槽内,由挤压头卡住,安装外罩、约束圈等,在外罩上安装PVC压浆排气管至梁外,将各接合处用胶布裹紧,防止水泥浆渗入,完成了钢束接长工作。

2.6 现浇左幅第11跨(右幅第1跨)末端封锚混凝土

按上述步骤逐孔施工至左幅第11跨(右幅第1跨)末端,将封锚处梁体混凝土冲洗干净并凿毛,焊接封锚钢筋,安装模板,现浇C50混凝土。至此,预应力连续箱梁施工全部完成。

2.7 卸架

当半幅桥的箱梁完成4节或全部完成时,可以开始依次逐孔拆卸支架和底模进行周转使用,支架的卸落应对称、均匀有顺序地从跨中向两端进行。

3 施工控制

主桥两联悬浇刚构连续组合梁为大规模连续结构,为保证工程质量和施工安全,在下部结构施工前要进行试验桩,提出可靠的有关参数,试验桩应在施工单位开始桩基施工前完成。

在上部结构施工过程中要求对一些关键性的技术项目进行试验及检测,这些项目包括:主桥悬浇、合龙及体系转换的应力、悬浇箱梁挂篮施工的立模标高、挠度测试及下部结构试验桩等。试验检测单位在施工过程中应注意及时埋设测试元件。

4 结语

现浇预应力连续箱梁为解决不等跨、斜交、实现较大跨径等提供了较好的途径。具有整体性好,施工方便等特点,同时比实施同长度预制预应力T梁造价低。

摘要：对荷叶塘特大高架桥现浇预应力连续箱梁施工技术进行了总结,提出了具体的施工控制措施,指出现浇预应力连续箱梁为解决不等跨、斜交、实现较大跨径等提供了良好的途径,具有整体性好、施工方便等特点。

关键词：现浇,预应力连续箱梁,施工

参考文献

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理 篇3

关键词:高架桥;预应力;箱梁施工

中图分类号:U445.471 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0032-02

随着我国经济的发展,桥梁工程成了道路工程中的一个重要组成部分,而随着路桥覆盖面积的扩大,高架桥工程也越来越多,高架桥的预应力混凝土变截面连续箱梁施工问题,也就成了桥梁工程时常面临的一个问题,要顺利完成整个工程,就必须在施工中正确处理好一系列重大的施工技术和质量问题。

1钢筋骨架和预应力的制作和安排

1.1普通钢筋的施工

箱梁普通钢筋的下料后,在钢筋棚制作成钢筋骨架,然后吊装入模,钢筋骨架受力钢筋接长时避开受力较大处,并按施工技术规范要求接头错开布置,同一断面内的钢筋电焊接头不大于全部钢筋接头数的1/3,骨架钢筋的制作遇到同一截面钢筋相冲突时,服从细钢筋让位于粗钢筋,分布筋让位于受力筋的原则。防撞护栏、波形护栏和伸缩缝等预埋钢筋位置要准确。入模后钢筋在焊接时垫铁皮,以保护模板及邻近的波纹管不被烧伤。底板钢筋用外购硬塑料垫块,腹板两侧用外购塑料垫块,以确保钢筋保护层的厚度。

1.2预应力钢筋的施工

预应力钢筋采用砂轮切割机下料,考虑到纵向预应力钢筋的施工的一些客观因素的影响,预应力钢筋下料比图纸表示的尺寸稍长30 cm～50 cm,以确保有足够的工作长度。竖向预应力钢筋在下料时要考虑挂篮锚固钢筋的链接长度。波纹管在普通钢筋骨架吊装完成后进行,按设计坐标精确定位,同时每50 cm设置定位钢筋,定位钢筋均采用电焊固定,确保波纹管在施工期间管道顺直,不发生移位。在波纹管的最高点用内径大于20 mm的钢管设置排气孔,确保压浆水泥从最高点冒出。混凝土浇筑前对波纹管进行全面的检查,修复一切非有意留的孔、开口或者损坏之处,在纵向预应力孔道内,于灌注混凝土前抽动,终凝后抽出,防止意外漏浆堵孔。

2混凝土的浇筑

2.1混凝土的施工

按悬臂浇筑的要求,桥墩两侧两段悬臂工程施工进度应对称、平衡,实际不平衡偏差不得超过本段梁段理论数的30 %。

箱梁每对节段的混凝土浇筑拟一次完成。在混凝土浇筑前,再次对钢筋的骨架、预应力管道、支架、模板进行检查,对标高中轴线进行复测,确保100 %没有差错。在材料进场前对原材料进行严格检查,严禁将不合格的材料带进场内。混凝土外加剂要派专人手工加入,确保加剂的用量准确;混凝土在搅拌时要严格控制搅拌时间,并在现场测定坍落度,混凝土在搅拌站集中搅拌,采用混凝土泵输送混凝土,混凝土在拌制后保证有40 m/h混凝土量输送到作业面。

混凝土浇筑采用全断面一次浇筑法。先底板,后腹板,最后顶板。腹板用对称平衡水平分层浇筑,每层厚度为30 cm～40 cm。因为顶板悬臂较长,为避免由于模板支架弹性变形产生混凝土裂缝,顶板采取由翼板端头外向的浇筑顺序;底板、腹板由悬臂端向内侧的浇筑顺序。

混凝土浇筑时采用插入式振动棒进行振捣,在锚固端处用3 cm的插入式振动棒进行振捣,到层面时辅助用平板振动器进行配合。振捣时,振动棒的移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模则要保持50 mm左右的距离,确保振动棒不接触模板。

防止模板的变形和走位。避免与波纹管接触,防止波纹管变形、位移或者破损。混凝土振捣的标准为:混凝土停止下沉,表面泛浆,无气泡冒出,然后边振捣边提出振动棒。另外,在内模和底板连接处增设一定的宽度的水平模板,防止混凝土大量冒出。混凝土应该采取早强措施,使混凝土的强度及早到达预施应力的强度要求,以便缩短施工工期,加快工程进度。

考虑到供电时间不确定性和混凝土搅拌设备可能发生机械故障,备用电源设备应该处于备发状态,一旦正常供电停止后,保证在5 s内自备的发电机组能及时启动,正常发电,确保箱梁的浇筑能顺利进行。

2.2混凝土浇筑质量的控制

首先,确保混凝土的浇筑按要求进行。具体来说就是:混凝土的自由倾落高度控制在2 m以内,如果高度超过2 m,就要采用导管或者溜槽等措施;使用插入式振动器应该快插慢拔,插点均匀,逐点移动,按顺序进行,实现均匀振实;浇筑时,防止模板变形,必须确保混凝土的浇筑高度均衡上升。在浇筑的过程中,对挂篮和支架进行沉降观测和位移观测,一旦发生情况,要立即进行分析并采取适当的措施,确保箱梁的施工质量;新老混凝土衔接按牛奶糖施工裂缝处理,表面凿毛,清除松动的石子,用水清洗干净,并涂上一层纯水泥浆。

其次,进行混凝土的养护。在混凝土浇筑完成终凝后,立即进行保湿护养,在夏天用毛毯盖住,并连续泼水。在10 d内,持续养护始终保持混凝土表面处于湿润状态。冬天,用洒水及盖棉的方法保证混凝土的养护温度。按同等的条件养护试块,在混凝土强度达到70 %时拆除内模,在张拉完成后拆除侧模和松脱底模。

3箱梁的防裂措施

(1)混凝土配比尽量减少水泥的用量,应该控制在一定的范围内,以防止混凝土过度徐变和过度收缩,导致收缩裂缝的产生。同时还要控制混凝土的水灰比,应该用美国清水清洗骨料,以便能在一定程度上降低骨料的温度,这样就可以最大限度的减少模板与混凝土的摩阻力。

(2)混凝土浇筑的时间应该安排在晚上或者早上,这样温度比较低的时段,避开高温,并及时的进行养生护养,避免因热胀冷缩导致收缩裂缝的产生。而且在进行混凝土的浇筑时,一定要对称均衡的进行,浇筑腹板混凝土时,两侧腹板应该同时进行分层对称均衡浇筑,而在浇筑顶板和翼板时,应该从端头向内侧浇筑。要严格控制好相邻节段混凝土的龄期差,新旧混凝土的接头,要凿毛并清洗干净。

(3)要确保浇筑时混凝土的供应量,尽量减少一个节段混凝土的浇筑时间,并且要控制好预拱度,在底板混凝土终凝前完成全部的混凝土的浇筑。同时,要按照设计要求在箱梁腹板两侧和底板加防裂钢筋网片,防止箱梁腹板产生裂缝。

4总体的质量控制

(1)相关质量监控人员必须熟悉图纸,并且要建立审核把关制度,领会设计图的本意,对结构图以及轴位尺寸标高必须一一验证,并要实地核对,做到准确无误,以免出现缺陷,返工造成浪费。而且,还要熟悉掌握施工技术规范和质量验收标准。技术规格和质量标准是提高工程技术管理的重要依据,对施工过程起到制度性、指导性的作用。

(2)技术交底要及时、全面、彻底,手续一律按书面形式出现,做到责任明确,有技术主管负责执行。在施工过程中,要对质量控制进行层层把关,实验室负责实验配比和剂量配合,还要进行现场过磅,质检人员在履行全面质检评测外,还必须配合监理做好施工和监理程序工作。

(3)严格按照执行标号混凝土操作细则进行操作,实现责任到位,并设立专门的技术人员和质检人员现场监督。对外购成品及半成品要派专人到现场考察供料方施工工艺和质量控制情况,并测试相关的项目。对所有材料的进场要全面控制,对不合格的材料一律清除出场。

5结束语

总之,要做好架桥预应力混凝土变截面连续箱梁的工程施工,就要从各方面进行控制,保证施工技术和手段及相关预防措施得到及时、到位、恰当的执行。从技术上保证,措施上保障,人员上保护。

The Overpass Prestressing Force Concrete is Turned into the

Section Continuous Case Roof Beam and Constructed

Mo Jianhong

Abstract: The overpass prestressing force concrete is turned into the section continuous case roof beam and constructed, is a important composition of the construction project of the whole overpass Some, guarantee quality safety of overpass, must guarantee from every side the overpass prestressing force concrete is turned into the section in succession Quality that the case roof beam constructs. This text will turn quality control and technology into section continuous case roof beam and construct to enter to the overpass prestressing force concrete Walk and describe.

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理 篇4

苏秦

谢新华 谭伟

(中国水利水电第七工程局有限公司五分局

四川彭山

620860)摘要：分析重庆至湖南高速公路重庆段H8 合同段秀山互通立交主线桥现浇预应力连续箱梁的施工方法。介绍支架设计、强压及观测、箱梁施工等施工过程，总结施工中应注意的问题，已供同行参考。关键字：预应力混凝土 连续箱梁 施工

1、工程概况

秀山互通主线桥位于秀山县官庄镇乜敖村上坝社，该桥中心桩号为K30+723.5，跨越319国道及平郎河，设计梁底和319国道路面相对高差6m。上部构造为6×25m的6跨一联预应力连续箱梁，全长158m。

2、满堂支架设计 2.1 满堂支架设计 2.1.1、软土地基处理

清除箱梁垂直下方27.5m宽度范围内泥浆坑、松软地段，采用抛石挤於换填，石屑填缝并保证换填厚度达到平均100cm。设置单向横坡，坡度控制在2％范围内，便于及时排除雨水。不能设置单向横坡的，按照满足碗扣支架立杆安设的间距将对碾压后地面分成台阶状，并用机械加强夯实以满足支架需要。如纵向坡度过大，同样采取设置台阶方式处理。在处理好的地基上进行横断面为25cm×25cm的C25混凝土地梁设置,对在319国道两边路肩，对其进行加固处理后采用台阶式填筑，同时在跨国道部分1～2#墩之间其支架立柱下面基础要作如下处理：在319国道路面上采用枕木支撑，以保证319国道路基稳定性。2.1.2、支架材料选用

支架采用碗扣式钢管架，立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m几种,立杆接长错开布置，顶杆长度为1.5m、1.2 m、0.9m，横杆采用0.9m、0.6m、0.3m三种组成，顶底托采用可调托撑。

通过对梁体自重、各种荷载计算，得出支架的布置分以下区域进行：

（1）一般结构区域底版立杆按照90cm×90cm×60cm的布置，即大、小横杆均为90cm，步距为60cm；

（2）腹板和隔板正下方投影内按照60cm×60cm×60cm的布置，即大、小横杆均为60cm，步距为60cm； 2.1.3、支架布设注意事项

（1）当立杆基底间的高差大于60cm时，则可用立杆错节来调整。

（2）立杆的接长缝应错开，即第一层立杆应用长2.4m和3.0m的立杆错开布置，往上则均采用3.0m的立杆，至顶层再用1.5m和0.9m两种长度的顶杆找平。

（3）立杆的垂直度应严格加以控制：30m以下架子按1/200控制，且全高的垂直偏差应不大于10cm。

（4）脚手架拼装到3～5层高时，应用全站仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。

（5）斜撑的网格应与架子的尺寸相适应。斜撑杆为拉压杆，布置方向可任意。一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连，但亦可以错节布置。

（6）斜撑杆的布置密度，当脚手架高度低于30m时，为整架面积的1/2～1/4，斜撑杆必须对称布置，且应分布均匀。斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大，应按规定要求设置，不应随意拆除。2.2、支架预压

预压目的：检验支架及地基的强度及稳定性，消除整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形。

预压材料：用编织袋装砂或水箱对支架进行预压，预压荷载为梁体自重的120%。

预压范围：箱梁有效宽范围。支架拼装时按设计纵距及横距布置立杆,支架顶利用顶托调平,铺设横向方木和纵向木板,拼装组合钢模板,安装水箱或用吊车吊放砂袋对支架进行预压。

预压观测：在每一跨的中心、横向左、右侧布3个点进行观测，在预压前对底模的标高观测一次，在预压的过程中平均每2小时观测一次，观测至沉降稳定为止，将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。

预压方案布置：桥梁附近水源条件好、采用设置水箱的办法按照上部荷载的120%进行布置。加载过程分四级进行，即25%、50%、80%、100%、的加载总重，每级加载后均静载3小时，分别测设支架和地基的沉降量，做好记录，加载完成后等到日沉降量达到施工要求方可卸载。

3、施工预拱度

在支架上浇筑箱梁混凝土施工过程中和卸架后，箱梁要产生一定的挠度。因此，为使箱梁在卸架后能满意地获得设计规定的外形，须在施工时设置一定数值的预拱度。在确定预拱度时应考虑下列因素：卸架后箱梁本身及活载一半所产生的竖向挠度；支架在荷载作用下的弹性压缩；支架在荷载作用下的非弹性变形，支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷；由温度变化而引起的挠度；由砼徐变引起的徐变挠度。徐变挠度对梁体的挠度影响不容忽视。影响徐变挠度的因素主要有以下几点：

在受弯构件中，在长期持续荷载作用下，由于徐变的影响，梁的挠度会与日俱增，徐变挠度可能达到弹性挠度的1.5至2倍。影响徐变的主要因混凝土的徐变与砼的级配组成也有关系，水灰比越大，徐变也越大；骨料的弹性模量越大，徐变素是应力的大小和受荷时混凝土的龄期，因此在施工中要避免混凝土结构过早地施加预应力。越小；水泥用量越大，徐变越大。此外，结构所处的环境也有重大的影响，湿度大的地区徐变小。针对以上影响混凝土结构徐变的各种因素采取以下措施：严格控制水灰比和水泥用量；选用质地坚硬、耐磨性能好的骨料；加强构件的养护，延长洒水养护时间；选用适当的外加剂。根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和，作为预拱度的最高值，设置在梁的跨径中点。其他各点的预拱度以中点为最高值，以梁的两端部为支架弹性变形量，按二次抛物线进行分配。根据计算出来的箱梁底标高对预压后的箱梁底模标高重新进行调整。

4、箱梁现浇施工 4.1 钢筋加工与安装

钢筋制作安装严格按照设计图纸和技术规范施工。根据设计规范要求钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±20 mm；箍筋间距±10 mm；骨架径±10 mm，骨架倾斜度±0.5 %；保护层厚度±10 mm；骨架中心平面位置20 mm。

根据需要从加工间内领出经检验合格的各种不同规格的钢筋，按照施工设计图纸摆放腹板及底板钢筋并绑扎成型，然后将预留孔道所用的根据梁型设计需要而卷制的波纹管按图纸所给坐标尺寸安放于骨架内，每隔50 cm 加设一道直径φ8 定位钢筋将波纹管其牢固地定位于钢筋骨架内部。并经检查合格后，进行侧模安装。为保证梁体内钢筋的混凝土保护层厚度，在钢筋骨架外侧绑扎3 cm 厚的塑料垫块。4.2 模板安装

模板制作在加工厂按照梁体几何尺寸制作，模板安装前，先将模型清扫干净，剔除焊渣及混凝土结块，均匀地涂抹脱模剂，安装止浆胶带然后进行模板安装。安装过程中，要保证模板的接缝严密平顺，侧模安装完毕后再安装端头模型，端头模型安装要保证预留钢筋能从模上眼孔顺利穿出模外，安装完毕，4.3、混凝土浇筑

混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土输送泵运送。拌和站的拌合能力、混凝土输送泵运送能力、必须满足在最早灌注的砼初凝前灌注完该段的全部混凝土为控制标准。整个浇注分两次进行，第一次浇注底板及腹板混凝土，外测腹板施工缝设于腹板与翼板转角以上2～3cm处，中腹板施工缝设于腹板根部以上30～50cm处。第二次浇注腹板、顶板及翼板，在第二次浇注前检查支架有无压缩和下沉，并塞紧各楔块，以减少沉降。

4.4、混凝土养护

浇筑完混凝土采用洒水并覆盖塑料薄膜，养护过程中要主要混凝土表面水分。4.5、卸落支架

箱梁压完浆并封锚后,其压浆强度达到设计强度的90 %以上方可落架。拆架必须分成若干组在每一孔各跨中间同时向墩台处松动螺旋。

模型拆除时，先将底部固定楔子及上部拉杆约束给予解除、拆卸，再取出模型块之间的连接螺栓，用千斤顶在梁顶面向外顶模型，让其自动脱离混凝土面后向下坠落。

5、预应力施工 5.1、波纹管安装

预应力钢束管道采用塑料圆波纹管。按设计图纸所示位置布设波纹管，并用定位筋固定，安放后的管道必须平顺、无折角。

预应力管道间及管道与喇叭管的连接应确保其密封性，所有管道沿长度方向按设计要求设井字形定位钢筋并点焊在主筋上，不容许铁丝绑扎定位，确保管道在浇筑混凝土时不上浮、不变位。同时应根据设计要求在预应力钢筋曲线段设置防崩钢筋。锚头平面必须与钢束管道垂直，锚孔中心要对准管道中心。管道貌位置容许偏差纵向不得大于10mm，横向不得大于5mm。

管道所有接头长度以5d为准，采用大一号的波纹管套接，要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆掺入，当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则，适当移动钢筋保证管道位置的正确。

浇注混凝土之前对管道仔细检查，主要检查管道上是否有孔洞，接头是否连接牢固、密封，管道位置是否有偏差，严格检查无误后，采用空压机通风的方法清除管道内杂物，保证管道畅通。

5.2、预应力筋的加工及安装

钢铰线的穿束在浇混凝土前进行，穿束时为防止钢铰线捅破波纹管，同时为减少钢铰线与孔道的磨擦便于穿束，端头用胶带包裹或加工专用的子弹头穿束。穿束后注意孔道两端的预留张拉长度，尽量使两端相等。并且在砼浇注前必须对外露钢绞线用编制带包裹，以防被砼污染和锈蚀。对于使用连接器的钢筋，其接头必须严格居中，接长钢筋应严格伸入连接器长度的1/2，并防止松动。5.3、预应力筋的张拉

预应力张拉设备使用前应先委托外单位校定，测定油泵线性回归方程，根据千斤顶的张拉力计算出压力表读数，施工过程中实行双控，以油表读数为主，伸长值为辅。

1、预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控，以张拉力为主，实际伸长量与计算伸长量差值控在6%以内，梁体混凝土龄期不少于7d、混凝土强度必须达到80%时方准施加预应力（检验砼强度时应注意试件的取样及养生条件）。

2、钢绞线张拉步骤：0→初应力→σcon→（持荷5min锚固），对伸长量不足的查明原因，采取补张拉措施，并观察有无滑丝、断丝现象，作好张拉记录。5.4、压浆及封锚

张拉完成后切除外露多余的预应力筋，在灌浆前的24～48 h，张拉端凹入部位用细石混凝土填实，灌浆孔、排气孔（抽真空管）由一端带螺纹的镀锌水管引出。检查灌浆孔、排气孔是否畅通，若是堵塞，则必须疏通。如孔道有异物需用水冲洗干净，然后用高压风把孔道中的水吹干，严禁在孔道有积水的情况下进行抽真空灌浆。

按要求把浆体拌制好，设备连接安装就位后即可开始灌浆作业。首先是对管道进行抽真空处理，直到真空度达到稳定时（－0.09～0.07 MPa），将水泥浆加到灌浆泵中打出一部分浆体，待这些浆体的浓度一样时，将输浆管接到孔道的灌浆管上，启动灌浆泵，开始灌浆。灌浆过程中保持真空泵的开启状态，当观察到空气滤清器有浆体经过时，关掉真空泵。关掉真空泵后，继续保持灌浆泵的压力（0.5～0.7 MPa），并持压1～2 min 后封闭进浆口，完成灌浆作业。灌浆作业要连续，一次完成，顺序由上至下，且每一孔道压浆应缓慢、均匀。压浆时，每一工作班应留取不少于3 组的70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm 立方体试件，标准养护28 d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。

钢绞线割束可在压浆前也可在压浆后，割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割。对于高强预应力钢筋严禁用电弧烧割。

封锚前应先将锚具周围混凝土冲洗干净并凿毛，然后按图纸要求布置钢筋网，浇注封锚混凝土。封锚混凝土标号应与梁体混凝土同标号。6 结论

（1）在砼浇筑前，需要对支架进行预压，并根据实测变形值与理论计算值的比较结果，检验支架的强度情况。

（2）在施工前，要对支架进行强度、变形量和稳定性验算，保证支架不会出现问题。（3）现浇连续箱梁由于自重大、体积大，浇筑过程中的稳定性控制难度较大。宜采用支架模板一体化设计，同时进行支架预压工作，严格控制支架变形，在浇筑过程中一定要对称进行并加强支架模板稳定性的观测和监控。

（4）尽量缩短前后两次混凝土浇筑的时间差，宜控制在5 至10 d，同时严格按规范要求处理施工缝。施工缝应留在腹板与翼板结合处，第一次浇注混凝土面应比翼缘板底高2 cm，这样可保证梁体美观。

（5）真空压浆对提高管道浆体的密实性有显著效果，但不能对真空进行绝对化的理解，无论用什么样的真空机，受管道密闭性，抽真空机的工作效率，操作因素等的影响，管道内总是会有残余空气，因此即使采用真空铺助压浆技术，也一定要在恰当的位置设置排气孔。

探析预应力混凝土箱梁裂缝成因 篇5

更新时间 2010-2-7 10:45:32 打印此文 点击数

摘要：随着混凝土箱梁结构在桥梁设计中的不断推广和应用，该桥型在施工和使用过程中已出现了许多裂缝，本文通过阅读大量的文献和资料，总结了混凝土箱梁裂缝产生的原因。

关键词：预应力；混凝土箱梁；裂缝

1使用混凝土箱梁的优点

在已建成的大跨度预应力混凝土梁桥中，当跨度超过40m后，横截面大多采用箱形截面。其主要优点是：

①箱形截面是一种闭口薄壁截面，其抗扭刚度大，截面效率指标较T形截面高，结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性。②顶板和底板面积较大，能有效地承担正负弯矩，并能满足配筋的需要，适应具有正负弯矩的结构，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁、T形刚构等桥型。③适应现代化施工方法的要求。④承重结构和传力结构相结合，使各部件共同受力，截面效率高并适合预应力混凝土结构的空间布束，因此具有较好的经济性。⑤对于宽桥，由于抗扭刚度大，内力分布比较均匀，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。⑥适合于修建曲线桥，并具有较大的适应性。⑦能很好适应布置管线等设施。在设计上，箱形截面可极大地发挥预应力地效用。可提供很大地混凝土面积用于预应力束地通过，更关键地是可提供较大地截面高度，使预应力束有较大的力臂。因此，桥梁设计师可发挥箱梁和预应力地特点，顶底板纵向钢束采用平弯和竖弯相结合的空间曲线，集中锚固在腹板顶部的承托中（或锚固在腹板中），底板钢束尽可能靠近腹板加厚板（齿板）并在其上锚固。2预应力连续箱梁裂缝的产因

预应力连续箱梁的裂缝类型主要有：边跨斜裂缝，边跨水平裂缝，中跨斜裂缝，中跨水平裂缝，边跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生，中跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生，底板、顶板纵向裂缝，底板、顶板横向裂缝、箱梁横隔板的放射性裂缝，预应力锚固部位齿板附近裂缝。

预应力混凝土连续箱梁裂缝从成因角度可分为：由荷载效应（如弯矩、剪力、扭矩及拉力等）引起的裂缝、由外加变形或约束引起的裂缝，主要包括“基岩效应”、地基不均匀沉降、混凝土收缩、外界温度的变化等、钢筋锈蚀裂缝、预加力次效应引起的裂缝、建材原因引起的裂缝。

根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为：翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。①翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处，横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁，横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘，并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内，越靠近支点裂缝越严重，对于该类型裂缝，主要有以下原因引起，首先，设计时翼缘板有效分布宽度考虑不足，薄壁箱梁翼缘板有效分布宽度问题实际上就是剪力滞问题，由于理论计算剪力滞效应较为繁琐，不适于工程应用，各国普遍采用有效分布宽度的概念。由于剪力滞效应的考虑不足或计算值安全储备较低，在一些特殊荷载工况下容易发生应力过度集中，腹板处翼缘应力波峰超过允许值，因而首先在该处发生横向裂缝。在多年反复荷载的作用下，裂缝横向发展，向翼缘板中部扩展，以至于形成横向通缝。对于薄壁箱梁桥的翼缘板横向裂缝，病害原因多归于此。其次，混凝土徐变引起横向裂缝，在长期荷载作用下，受混凝土徐变影响，箱梁在运营6年～7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布，给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变，各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的，附加弯矩随时间不断增加，直到混凝土徐变停滞为止。同时，预应力松弛也会引起横向裂缝，对于预应力混凝土结构，箱梁内部预应力对结构应力状态有较大的影响，随着桥梁运营时间的增长，预应力钢束发生松弛效应，并且越来越明显。在现代施工中一般采用低松弛钢绞线材料，并且规范张拉工艺，但在具体操作中难免会出现与规范不相吻合的情况，力筋长期持荷加之混凝土收缩徐变影响，预应力损失也是相当严重的。同时，选用钢筋不合理也会引起横向裂缝，对于普通钢筋混凝土箱梁，钢筋与混凝土的粘结力对结构的整体刚度和裂缝的扩展有较大的影响。我们应该选用表面不光滑、化学吸附作用和握裹力都较强的预应力钢筋。

②腹板斜裂缝一般发生在支点至1/4跨之间。对于预应力和非预应力箱梁，在施工阶段以及在运营阶段，腹板经常出现斜裂缝，斜裂缝同样有多种因素引起，有设计计算、设计构造配筋、施工工艺、气候条件、日常维护、荷载工况等。部分因素在导致翼缘板出现横向裂缝的同时也是腹板斜裂缝的主要原因，首先，预应力损失过大导致腹板主拉应力过大，由于纵向预应力损失的存在，部分预应力损失超过设计计算值导致截面抗弯承载力严重下降，从而产生翼缘板横向裂缝。对于预应力混凝土薄壁箱梁结构，预应力损失也是腹板斜裂缝的主要病害原因，预应力损失量估计不足或者在实际张拉过程中操作不当引起应力损失量加大等情况经常发生，导致力筋的有效预应力达不到设计要求，从而腹板因主拉应力超过容许值而发生开裂。竖向预应力钢筋较短，张拉后少量的回缩即可产生较大的预应力损失，分批张拉产生的弹性压缩可以使预应力损失达11％，如果有超张拉情况，其损失率更大。悬臂对称施工时，挂篮一般后锚于竖向预应力螺纹钢上，在施工荷载的作用下，预应力损失也比较大。其次，温度梯度过大会导致腹板剪切应力过大，从而产生腹板斜裂缝。在阳光充足的地区，太阳直射桥面，因而桥面板温度急剧升高，靠近水面的底板温度较低，两者形成温度梯度。对于目前普遍采用的大跨度、变截面箱梁，随着截面高度变化幅度的增加及箱梁长度和支撑约束的增加，温度梯度应力沿梁长方向变化较快，对于气温变化较为强烈的地区，由于顶板翼缘受外界温度影响较大，随外界气温变化波动较为明显，导致腹板拉压应力交替频繁，在应力幅度变化较大的区域也容易出现斜裂缝。同时，腹板抗剪强度设计值不足也会造成腹板斜裂缝的出现。设计薄壁箱梁的首要目的是减轻结构自重，降低材料使用量，所以其腹板与翼缘板设计厚度较薄。箱梁腹板面积与抗剪承载力有密切的关系，而薄壁箱梁腹板面积与普通箱梁相比是小得多得，在无预应力作用情况下，腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和弯起钢筋得数量来提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的条件下，其提高值亦是有限的。所以，薄壁箱梁腹板抗剪能力相对于普通混凝土箱梁较小，斜裂缝容易发生。3结语

预应力箱梁在正常使用极限状态下不应该出现梁体裂缝，但是已建预应力混凝土箱梁桥上的开裂情况却非常普遍，因此我对预应力混凝土箱梁桥典型裂缝成因进行了系统总结，望能为混凝土箱梁的设计和施工起到一定的参考价值。

参考文献：

城市高架桥预应力混凝土箱梁的施工监理 篇6

预应力混凝土桥箱梁底面横向裂缝分析 伍 静，蒙 波（北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司，北京100037）摘 要：预应力混凝土箱梁由于在受力性能方面良好，在高速桥梁互通工程中得到了良好的应用，但是由于结构受力和施工工艺的复杂性，该类型桥梁在设计和施工都存在质量较难控制等原因，造成部分桥梁在投入使用过程中箱梁底面就出现较多的横向裂缝，裂缝的大量出现严重影响了桥梁的正常使用，对结构的承载能力存在一定的影响。以一座预应力混凝土箱梁桥为例，通过对材料强度、铺装层层厚度、预应力损失、承载力评定等方面对该桥箱梁底面横向裂缝进行了分析，并对防止此类裂缝提出了改进措施，可供类似工程借鉴。关键词：公路工程；预应力混凝土；箱梁；横向裂缝；承载能力工程背景 某互通桥梁位于某高速公路，由主线桥和A、B、B1、B2、C五个匝道组成（见图1）。其中主线桥采用分离式设计，桥梁全长左幅345．0 m、右幅321．0 m，单幅桥宽12．25 m。桥面横向布置为：0．5 m（防撞护栏）＋10．75 m（行车道）＋0．5 m（防撞护栏）。桥梁上部结构均为预应力混凝土连续箱梁，截面为单箱单室。桥梁具体信息见表1。下部结构除B1匝道墩柱为钢筋混凝土单柱墩外，其它桥梁均采用钢筋混凝土双柱式桥墩，扩大基础。桥台均为重力式U型桥台，支座采用板式橡胶支座。图1 桥梁平面示意图 表1 桥梁跨径组合信息桥名 结构形式 跨径组合／m 4×25＋4×25＋（3×25＋30＋25）（左幅）3×25＋4×25＋（3×25＋30＋25）（右幅）A匝道 预应力混凝土连续箱梁 5×25＋5×25＋6×25 B匝道 预应力混凝土连续箱梁 5×25＋6×25 B1匝道 预应力混凝土连续箱梁 4×25＋4×25 B2匝道 预应力混凝土连续箱梁 3×25 C匝道 预应力混凝土连续箱梁主线桥 预应力混凝土连续箱梁4×23 桥面铺装采用4 cm抗滑表层＋6 cm中粒式沥青混凝土＋防水层＋5 cm水泥混凝土铺装层，并在5 cm水泥混凝土中布设钢筋网。伸缩缝均采用EM－80浅埋式伸缩缝。桥梁设计荷载为 “汽车－超20、挂车 －120”。在桥梁营运过程中，历次检测发现该桥主要存在病害及处治方法如下：（1）第一次定期检查发现该桥预应力混凝土箱梁存在较多的横桥向裂缝，主要包括底板横向裂缝，部分裂缝延伸至腹板呈“L”形或“U”型，裂缝多位于跨中区域或附近、最宽 0．24 mm（见图

2、图 3）。部分裂缝初步判定为弯曲受力裂缝，对桥梁承载能力造成不利影响。根据《公路桥涵养护技术规范》［1］（JTG H11—2004），桥梁的总体技术状况等级为“三类”，处于较差状态。图2 左幅第12跨箱梁底面纵向裂缝 图3 B2匝道第2跨箱梁底面纵向裂缝 根据第一次检查结果对该桥病害进行了处治，对裂缝宽度＜0．15 mm时采用表面封闭法修补，涂刷专用环氧树脂胶进行封闭；裂缝宽度≥0．15 mm时，采用压力注浆法修补。并对部分桥跨裂缝较多的进行了粘贴碳纤维布（见图

4、图 5）［2］。图4 箱梁底面碳纤维加固 图5 箱梁腹板碳纤维加固（2）维修处治后，为进一步了解该桥裂缝修补后的发育情况，抽选了主线桥左幅第9～13跨、右幅第8、9、11跨和B2匝道桥第2、3跨进行箱梁裂缝专项检查。发现在桥梁跨中区域仍存在较多新开裂的横向裂缝，部分裂缝延伸至腹板形成“L”型，裂缝宽度多在0．10 mm～0．16 mm之间，部分跨梁底碳纤维布处理后，仍在碳纤维布条间发现横向裂缝（见图6）［1］。2 现场检测结果 为进一步分析该桥裂缝产生的原因，对该桥进行了如下专项检测： 2．1 混凝土抗压强度检测 混凝土强度不足是引起结构开裂的原因之一。为准确获得结构混凝土强度，采用钻芯法对主梁混凝土强度进行检测（见图7）。根据桥梁病害情况及受力特点，本次选取主线左幅13跨右侧腹板进行钻芯取样［3］。根据钻芯法检测混凝土强度技术规程的相关要求，对所取芯样进行抗压强度检测［3］，结果见表2。图6 主线桥左幅第12跨箱梁底面裂缝分布图 图7 钻芯取样测区位置 表2 右腹板钻芯取样混凝土强度试验结果表测点 外观 破坏荷载／kN抗压强度／MPa换算值 方块值1 密实 320．5 40．8 33．7 38．7 2 密实 454．0 57．8 0．87 0．95 47．8 52．8 3 密实样芯抗压强度／MPa尺寸修正系数尺寸换算系数573．8 73．1 60．4 65．4 从试验结果来看，3个试件的推算强度值分别是 38．7 MPa、52．8 MPa和 65．4 MPa，依据《钻心法检测混凝土强度技术规程》［3］（CECS03：2007）中第3．2．5的相关规定，单个构件的混凝土最终推算强度为 38．7 MPa，小于设计强度 40．0 MPa。2．2 桥面铺装层厚度检测 桥面铺装的结构和厚度的实际状况可能与原设计存在较大的差异。为了了解各桥铺装层的实际施工厚度，为桥梁加固设计和承载能力计算提供数据支撑。对桥面铺装结构厚度采用钻芯取样的方法进行检测（见图8）。桥面铺装层钻孔位置的选取，原则上每座桥梁顺桥向选取5个断面，每个断面横桥向布置3个测点，桥梁长度较短的可适当减少，但不应少于3个断面，共计81个测点。图8 桥面厚度总偏差分布图 通过对桥面沥青铺装层厚度检测数据进行分析，本次桥面铺装层厚度81个测点中总偏差介于0 cm～3 cm居多，共计78处，占总测点的96．3%。进一步计算分析，桥面铺装实测厚度较原设计值厚约1．7 cm，从而造成箱梁跨中下缘增加0．008 MPa的拉应力。2．3 预应力损失测算 为进一步了解该预应力混凝土连续箱梁目前的应力分布状况，推断该部位受力状态，采用应力释放的方法对该桥进行恒载作用状态下的应力量测。钢筋应力释放法是指在桥梁在自重、预应力等持久荷载作用下，结构及其中的普通钢筋存在较大的应力，通过切割普通钢筋进行应力释放，则释放出的应力值就等于结构现存的应力值，由此分析结构的实际有效预应力或结构的预应力度，从而对整个结构进行评价［4］。（1）测点布置。选取主线桥左幅第13跨正弯矩控制截面进行应力测量，截面的位置示意图如图9所示。应力测点选取箱梁底板底面上层顺桥向钢筋进行试验，应力测试方向与桥梁纵轴线平行，用以测试纵向弯曲应力。图9 应力释放位置示意图（2）测试结果。采用桥梁专用有限元计算分析软件 MIDAS／Civil 2012 对结构进行建模计算［5］，通过对模型施加自重、二期恒载、预应力及收缩徐变荷载，求得结构在恒载作用下［6］的结构应力图如图10所示。图10 恒载作用下应力图 通过计算可得，箱梁底板应力释放位置恒载作用下的最大压应力值为 4．53 MPa［6］，即最大压应变ε＝139．4με。现场实测钢筋应变εg＝122με，因此主线桥有效预应力度约为88%。通过应力释放试验，此推定预应力钢束损失约为12%。考虑到该方法目前无相关规程可依，因此该测试结果仅供参考。2．4 承载能力试验 结合本桥受力特点和现场病害情况，选取左幅第3联（跨径组合为3×25 m＋30 m＋25 m）进行荷载试验，利用桥梁专用有限元计算分析软件MIDAS／Civil计算在设计荷载（汽车－超20、挂车－120）作用下的最大内力值［7－8］，并根据测试截面（见图11）影响线进行等效加载［4－7］。图11 荷载试验测试截面位置（单位：cm）根据计算结果结合现场实际情况，试验测试工况为：工况1（第13跨最大正弯矩工况），工况1（12＃墩顶截面最大负弯矩工况），工况3（第12跨最大正弯矩工况）。试验时应变测点布置在箱梁底板及腹板，具体位置见图12，挠度测点布设在各跨跨中、墩顶及四分点位置。图12 应变测点布置示意图（单位：cm）表3 静载试验测试结果试验工况 设计内力值／（kN·m）应变 ／με 挠度试验内力值／（kN·m）加载效率／mm计算值 实测值工况1 5947 5625 0．98 69 85 －7．53 －8．77工况2 －3854 －3930 1．02 －44 －59 — —工况计算值 实测值3 5808 5755 0．99 73 87 －4．34 －6．68 通过对每个试验工况作用下的数据分析计算，桥梁试验跨主要控制测点结构校验系数均小于1，主要测点相对残余变位或相对残余应变均小于20%；但试验过程中通过对第12跨跨中截面选取的10条横向裂缝宽度的监测发现，裂缝宽度随荷载等级的增加呈现增大趋势，属于结构裂缝，对结构承载力有一定影响。3 原因分析 3．1 桥梁设计原因 根据设计图纸，以主线桥第3联为例进行计算，该联为3×25 m＋30 m＋25 m预应力混凝土连续箱梁，计算结果显示，在正常使用极限状态下，该桥30 m跨跨中下缘拉应力达3．06 MPa，已不满足部分预应力A类混凝土构件要求。即在理论计算上存在开裂的可能。现场检查中也发现，该跨跨中附近存在大量横向、L型、U型裂缝，裂缝形态与弯曲受力裂缝一致。具体可见图 13［8－15］。根据桥梁设计单位提供的计算书，30 m跨径跨中位置正常使用极限状态组合2（移动荷载作用下（汽车－超20）＋永久荷载（结构自重、预应力、混凝土收缩及徐变影响力）＋温度荷载），法向拉应力为3．39 MPa，正常使用极限状态组合3作用下（移动荷载（挂—120）＋永久荷载（结构自重、预应力）），法向拉应力为4．41 MPa，均超过了规范对A类构件的容许应力 2．34 MPa。图13 主线桥左幅第3联正常使用极限状态截面下缘正应力包络图 综上可得，桥梁在原设计状态下应力较大，存在开裂可能。同时，设计时所依据的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》［5］（JTJ 023—1985）中规定对缺少实测资料时，对温度梯度仅考虑桥面板升温5℃，与现行规范有明显差距，也是应力储备考虑不足的原因之一。3．2 桥梁施工原因（1）混凝土强度偏低：钻芯取样法的测试混凝土强度最低仅为 38．7 MPa，小于设计强度 40．0 MPa，混凝土强度偏低在一定程度上增加了开裂风险。（2）桥面铺装层偏厚：实测桥面铺装厚度明显大于设计值，从而造成箱梁跨中下缘增加了0．008 MPa左右的拉应力。（3）其它可能的原因：施工时的预应力张拉不足或存在损失（应力释放结果表明预应力钢束损失约为12%）、混凝土浇注质量差（梁体外观存在大量的蜂窝、露筋、混凝土不平整）。4 结 论（1）在设计阶段需采用不同的方法计算，在结构设计计算时采用平面分析，而在施工阶段需采用空间分析验算的结论。必要时采用实体模型对箱梁的底板下缘纵向正应力、顶板下缘横向正应力进行验算［9］。（2）施工阶段应加强对预应力损失的控制和检测，选择合理的张拉器具、规范张拉工序，做到预应力张拉值和均匀度满足规范要求。（3）当预应力混凝土箱梁底板较多横向受力裂缝时，说明该桥承载能力下降，应立即采取相应方法对结构进行补强（如粘贴钢板等方法），进一步提高结构承载能力。（4）施工阶段要严格按照规范进行施工作业，施工质量的低下是造成该桥裂缝产生的主要原因之一。参考文献： ［1］ 公路桥涵养护规范：JTG H11—2004［S］．北京：人民交通出版社，2004． ［2］ 公路桥梁加固设计规范：JGJ／T J22—2008［S］．北京：人民交通出版社，2008． ［3］ 钻芯法检测混凝土强度技术规程：CECSO3：2007［S］．北京：人民交通出版社，2008． ［4］ 北京迈达斯技术有限公司．midas Civil2010分析设计原理手册［M］．北京：北京迈达斯技术有限公司． ［5］ 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范：JTJ 023—85［S］．北京：人民交通出版社，1985． ［6］ 公路桥涵设计通用规范：JTJ 021—89［S］．北京：人民交通出版社，1989． ［7］ 公路桥梁承载能力检测评定规程：JTG／T J21—2011［S］．北京：人民交通出版社，2010． ［8］ 朱汗华，陈孟冲，袁赢杰．预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治［M］．北京：人民交通出版社，2006． ［9］ 李增锋，庄一舟，程俊峰，等．横向预应力对装配整体式空心板桥纵向抗裂性能的影响［J］．水利与建筑工程学报，2017，15（3）：127-133． ［10］ 单积明，蔡 飒，伍 静．山区高速公路单向纵坡箱梁桥梁体纵向滑移分析［J］．水利与建筑工程学报，2017，15（2）：176-182． ［11］ 史慧彬．砼桥梁有效预应力检测方法试验研究［D］．西安：长安大学，2007． ［12］ 朱利明，刘 华．三腹板预应力混凝土连续箱梁底板纵向裂缝病害原因分析及对策［J］．桥梁建设，2005（S1）：114-116． ［13］ 叶 俊，吴小军．预应力混凝土连续箱梁跨中横向裂缝原因分析［J］．公路交通科技（应用技术版），2012（12）：243-244． ［14］ 张兆宁，贺拴海，赵 煜．底板横向裂缝对箱梁强度及刚度影响模拟分析［J］．郑州大学学报（工学版），2011，32（6）：18-21． ［15］ 谭 竣．预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究［J］．中外公路，2009，29（5）：131-134．