某跨海大桥70m预制箱梁裂缝产因及修补技术 箱梁裂缝
时间：2019-05-17 03:25:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：介绍了某跨海大桥非通航孔70m混凝土预制箱梁预制时产生的梁体裂缝原因、修补处理方法及后续混凝土梁预制过程中采取的控制和预防措施，为跨海大桥在高性能混凝土应用时对有害性裂缝控制和修补总结了一些经验。
关键词：混凝土裂缝控制修补
Abstracts: Authors introduced the caused and the mended of cracking, Which occurrence in the construction of the 70m long span precast prestressed box beam of crossing sea bridge, and describes the method of control and preventive measures, It provide some experience of control and prevention cracking for high-strength and high-performance concrete application in bridge in the sea environments.
Key words: concretecrackingcontrolmended
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁，但在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜。随着新材料的应用、桥梁设计、施工水平的提高，桥梁设计、施工在向着长、大方向发展同时，一些工程质量事故，特别是桥梁出现的裂缝问题引起设计和施工单位的注意。桥梁施工中混凝土出现裂缝有的是设计原因，有的是混凝土材料及配合比原因，有的是施工队伍素质差或违反施工工艺操作规程造成的，桥梁裂缝要根据裂缝的成因及裂缝的发展阶段采取相应的处理或修补方法。
2、施工方法
2.1工程概况
某跨海大桥非通航孔箱梁顶面宽15.25m，底板宽7.25m高为4.0m，直腹板，腹板中段为40cm，两端厚从40cm变化到70cm，单片箱梁混凝土数量为763m3。
某跨海大桥非通航孔70m箱为深海区桥梁，常年受海上潮湿空气影响，设计要求为C50高性能防腐混凝土，防腐性能指标为118天氯离子护散系数不大于1.5×10-12m2/s，28天电通量要求不大于1000库伦。为此某跨海大桥非通航孔70m预制箱梁采用了掺有硅灰的高性能掺合料，箱梁配合比重量比为：
水泥 ： 掺合料 ： 水 ： 河砂 ： 5-10mm石 ： 10-20mm石
1 ： 1.5 ： 0.8 ： 3.68 ： 1.84 ： 3.68
所用材料及规格如表一所示：
表一：预制箱梁C50高性能混凝土材料名称规格表
材 料 名 称 规格 生 产 单 位
水泥 52.5硅酸盐P.Ⅰ 上海嘉新
高性能海工混凝土专用掺合料 Ⅱ型 上海宝田新型建材有限公司
海砂 中砂 福建闽江
石 碎石5～10mm 浙江嵊泗大洋山长坑
石 碎石10～20mm 浙江嵊泗大洋山长坑
外加剂 LEX-9H 上海诚城建筑有限公司
2.2、施工过程
某跨海大桥非通航孔第一片70m箱梁预制时，梁长方向分4段由4台布料机同时布料采取水平分层方式浇筑混凝土，由两台最大产量各为160m3/h的混凝土工厂供应混凝土，混凝土工厂拌合楼出料口距箱梁预制台座约120m，由四台地泵向四个布料机泵送混凝土，通过布料机向箱梁模板内灌注混凝土，泵送高度约10m，布料机布置如图1所示。
图1箱梁浇筑平面布置图
灌注时现场测定混凝土坍落度为20±1cm，入模温度为35℃，混凝土浇注结束时，最先浇筑底板混凝土内部最高度已达75℃。根据预埋箱梁内部温变片监测表明，此后浇筑的混凝土相继达到此水化热最高温，高温持续了近一天，降温恢复到正常持续了约11天。在混凝土浇筑过程中的箱梁底板及浇筑后箱梁养护均做得比较到位，土工布覆盖，水管喷淋及人工养护一直保持外露混凝土和模板处于湿润状态。
2.3、裂纹情况
浇筑完混凝土后第五天开始脱开外侧模，此时现场同条件养护的混凝土试块试压强度已达58Mpa。由于内外模拆模后未及时移开，2天后移开外模时发现梁体裂缝，裂缝分布于箱梁腹板并向翼缘板上有一定长度的延伸发展，两侧腹板箱内、外均有数条裂纹，表二为部分明显裂纹深度和宽度测量值。
表二典型裂缝深度、宽度
编号 裂缝深度(mm) 裂缝宽度(mm)
1 20 0.6
3 20 0.3
4 40 0.4
9 30 0.2
12 60 0.7
13 40 0.5
根据海洋环境下混凝土防腐要求，将裂缝深度分为表面裂缝、浅层裂缝、纵深裂缝和贯穿裂缝四类，裂根据箱梁腹板厚度(中间段为40cm)和保护层厚度(腹板外侧净保护层为4cm、内侧为3cm)，确定裂缝深度h与腹板厚度H的关系如下：h≤0.1H为表面裂缝；0.1H＜h＜0.5H浅层裂缝；0.5H≤h＜1.0H纵深裂缝；h=H贯穿裂缝。根据表二统计情况及裂缝出现时间，裂纹这性为早期表面和浅层裂缝。
2.4、裂纹成因分析
产生混凝土裂缝的原因有很多种，有时是几种因素综合作用产生的，有施工时临时荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、地基础不均匀沉降变形引起的裂缝、也有混凝土收缩引起的裂缝及施工工艺不当引起的裂纹。
箱梁预制场地为经炸山后开出的一块长596m宽140m硬地基作为箱梁预制场地，箱梁台座为钢筋混凝土结构布置于些硬基上。根据箱梁混凝土浇筑前后台座沉降观测记录，排除地基不均匀沉降变形产生裂缝因素；根据混凝土浇注记录及现场浇筑情况，混凝土搅拌和浇筑速度入模温度也属正常，后期养护也比较到位，由于第一片梁作为工艺梁施工，各施工环节对工艺要求执行比较到位，所以施工工艺也不存在不当之处；箱梁为在台座上预制，所以也不存在施工临时荷载引起裂缝因素。由于梁体裂缝基本上都是沿腹板竖向上并沿翼缘板有一定延展，形式比较单一，经分析认为梁体产生裂缝原因是混凝土水化热大引起的内外温差较大及早期收缩过大引起的裂缝。混凝土收缩是混凝土特性之一，在实际工程中，混凝土因收缩是引起裂缝最常见的因素。但早期塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，早期收缩过大往往会产生混凝土裂缝，由于本工程为高性能防腐混凝土，掺用了掺有硅灰的高性能海工混凝土专用掺合料是产生早期水化热大和早期收缩较大的主要原因。
2.5、处理标准及措施
混凝土裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的，目前国内外还没有完全一致的规定，但裂缝有害程度无非是从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用和使用环境来考虑。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其界限定为0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；在湿气及土中为0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。
2.5.1、裂纹处理标准
由于本片梁体裂缝主要为表面和浅层裂缝，裂缝方向基本沿腹板竖向，施加预应力后可以闭合或有所改善，但为保证裂缝闭合密实度，应先处理后张拉。某跨海大桥非通航孔70m箱梁使用环境主要为海上盐雾环境，根据海港工程规范中一些对裂缝处理标准及要求，结合国内外一些桥梁裂缝处理经验，对裂缝作如下处理：
