超宽多箱室现浇梁桥顶板裂缝成因分析与防治,该文是分析方面学士学位论文范文与梁桥和成因分析和裂缝有关学年毕业论文范文.
分析论文参考文献：
１ 工程概况
ＸＸ大桥超宽多箱室现浇箱梁建成后为收费广场.该桥下部结构采用柱式桥墩,基础均为钻孔灌注桩基础；上部采用预应力混凝土现浇连续箱梁.该桥共５联,每联宽度为４５．８ｍ,每联为３×２８．５ｍ；箱梁断面为９腹板８箱室,梁高２ｍ,顶板厚２５ｃｍ,底板厚２２ｃｍ,腹板厚为１００ｃｍ～６０ｃｍ.桥面设１０ｃｍ厚Ｃ５０混凝土铺装,采用钢管贝雷梁支架现浇箱梁施工.
在箱梁顶板浇筑完成拆除内模的时候,发现箱梁顶板底部、箱梁顶部有裂缝存在.由于邻近标段宽幅箱梁顶板浇筑后也均出现不同程度的裂缝,该问题引起了业主的高度重视；为确保桥梁后期的营运安全和耐久性,对裂缝产生的原因进行了分析,并提出合理化建议,避免后续施工出现同类问题.
２ 裂缝调查与检测
既有裂缝的检查分为外观检测和实体检测.通过外观检测了解裂缝的形态及分布情况；通过实体检测了解裂缝的深度、混凝土的强度,分析箱梁顶板刚度是否符合要求.
２．１ 外观检测
表1为ＸＸ大桥超宽多箱室现浇箱梁第二联顶板现场检测情况.
２．２ 实体检测
（１）裂缝深度检测.采用取芯的方法,选取６个断面对纵向裂缝、斜向裂缝、横向裂缝进行检测,根据取芯结果,发现该裂缝均未贯穿,裂缝最深深度为２．５ｃｍ（钢筋保护层厚度为３ｃｍ）.
（２）混凝土强度检测.在浇筑完成２８d后,对顶板进行取芯,并对其强度进行检测,检测结果均满足Ｃ５０混凝土设计强度要求.
（３）钢筋探测.对出现纵向裂缝、斜向裂缝、横向裂缝的位置,随机选取６个测区,对钢筋的间距、混凝土的保护层厚度进行检测.检测结果,顶板底面钢筋保护层及间距均满足规范要求；顶板顶面钢筋间距满足规范要求,但个别顶面保护层偏大５～１０ｍｍ,原因分析为工人在浇筑作业时,有踩踏现象,个别钢筋网片有下沉现象.
３ 裂缝成因分析、处置及防治措施
３．１ 施工过程
现浇梁采用两次浇筑成型,第一次浇筑底板及腹板,第二次浇筑顶板及翼缘板；混凝土浇筑总体采用分段斜向分层浇筑,采用拌合站集中拌合、混凝土罐车运输、混凝土泵车浇筑.
第一次混凝土浇筑时间为２０１５年１２月２０日；安装顶板模板及钢筋时间为２０１５年１２月２３日－２０１５年１２月２９日.
第二次混凝土浇筑时间为２０１５年１２月３０日；覆盖土工布洒水养护时间为２０１５年１２月３１日－２０１６年１月７日.
拆除顶板内模板并发现裂缝时间为２０１６年１月６日－２０１６年１月８日；支架检查及观察,发现支架未发生沉降及变形,时间为２０１６年１月９日.
３．２ 裂缝成因分析
针对超宽多箱室箱梁顶板裂缝,经分析研究和总结,得出了产生裂缝的原因.
３．２．１ 设计原因
（１）构件设计中存在应力不足,若构件本身约束过大,且刚度及配筋率不足,混凝土表面容易被拉裂.
（２）由于箱室顶板底面无法进行晒水养护,混凝在水化热反应过程中,会产生内外温差,混凝土表面会发生相对收缩,在受到内部相对膨胀的反向约束后,特别是多箱室箱梁顶板混凝土表面受拉更明显.此后,随着温度的降低,混凝土表面拉应力减少,转变成受压,若遇寒潮气温剧降,混凝土内部温差徒增,可使混凝土构件产生裂缝.
３．２．２ 配合比原因
（１）现浇箱梁混凝土标号为Ｃ５０,为高强度混凝土；配合比水灰比为０．３２,其比例为“水：５２．５水泥：砂：碎石：外加剂＝１４７：４７１：６９０：１１１５：５９：５．５１”.该配合比水灰比为０．３左右,根据研究其自收缩将达到６０％左右.由于水灰比低,早期强度发展较快由于高强度混凝土水泥用量较多,水化热较大,温升速率也较大,一般可达４５℃,加上初始温度可使最高温度超过８０℃.水泥水化后,固体体积增加,但水泥水的绝对体积则减少,会形成许多毛细孔隙,高温蒸发会带走一大部分水分,尤其是表面面积较大的构件,水分蒸发更快,如养护不及时,高强度混凝土容易在化学收缩而形成裂缝；如配合比中,砂率或原材不符合要求,会增加混凝土构件的收缩,容易形成裂缝.
（２）由于桥面较宽,混凝土初凝时间的长短的确定对砼的振捣密实、后期的养生、二次扰动的频次等都会影响裂缝的产生.
３．２．３ 施工原因
（１）龄期差.根据《公路桥涵施工技术规范》ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０－２０１１要求：“新浇筑混凝土与下层已浇筑混凝土的温差宜小于２０℃,并应采取措施将各层间间歇控制在７ｄ以内”.在对ＸＸ大桥超宽多箱室现浇箱梁第二联第一次浇筑时间和第二次浇筑施工分析,第一次浇筑时间为ＸＸＸＸ年１２月２０日,第二次浇筑时间为ＸＸＸＸ年１２月３０日,时间间隔１０ｄ,超出了规范要求.因为当顶板混凝土叙诉硬化时,底板、腹板混凝土已完成了大部分的硬化和收缩,二者此时的硬化、收缩速率不同,且腹板混凝土约束了顶板混凝土的收缩,当约束过多的时候,会产生结构约束应力,因而产生裂缝.
（２）混凝土构件支架基础沉降产生的裂缝.
（３）现场混凝土振捣时,出现漏振、过振或者振捣棒抽撤过快现象,将影响混凝土的密实性和均匀性；有些时候过振的混凝土表面会形成水泥含量较多的砂浆层,当养护不及时或二次抹面不及时时,经常出现干缩裂缝.
（４）由于超宽现浇梁顶板面积大,因此对工人二次收光的要求高；由于现场出现浇筑速度大于振捣速度,振捣速度大于收光抹面的速度的问题,如二次抹面不及时容易导致混凝土表面产生收缩裂缝.
（５）由于超宽现浇梁顶板面积大,且该大桥邻近海边,离地面的高度约１５ｍ,高度高,遇大风或强烈日照且养护不及时时,会导致内外温差大,产生温度裂缝.
３．３ 裂缝的处置及防治
３．３．１ 设计方面的措施
（１）通过对设计图纸的查看,该联现浇箱梁顶板顶面横向钢筋为Φ１６＠１０ｃｍ,纵向为Φ１６＠１５ｃｍ；底板底面横向钢筋为Φ１２＠１０ｃｍ,纵向钢筋为Φ１２＠１５ｃｍ,保护层厚度为３ｃｍ.由于该桥桥面又宽又长,对超宽桥一般设计均应设置横向预应力,但该桥设计图纸未设置,经迈达斯重新建模分析,箱梁顶板底面存在刚度不足现象,拟对顶板底面增设一层纵向Φ１６钢筋＠１５ｃｍ.
（２）设置后浇带,减少顶板的纵向约束,其位置：顶板中横梁处,后浇带宽度为中横梁宽度,高度为６０ｃｍ.
３．３．２ 配合比方面措施
（１）选用低标号水泥,降低水化热,如用ＰＩＩ４２．５替代Ｐ．Ｏ５２．５,与此同时减少水泥的用量,较少水化热的产生.粗集料宜采用连续级配,细集料宜采用中砂；宜掺用可降低混凝土早期水化热的外加剂,外加剂宜用采用缓凝剂、减水剂
（２）在保证混凝土强度、和易性和塌落度要求的前提下,宜采用改善粗骨料级配、提高掺合料和粗骨料含量、降低水胶比等措施,减少单方混凝土的水泥用量.
（３）初凝时间的确定.初凝时间过短,工人来不及二次收光及养护,初凝时间过长容易发生二次扰动产生裂缝,根据现场实际情况及施工工艺情况,确定秋冬季初凝时间为７ｈ,春夏季７．５～８．５ｈ.
３．３．３ 施工措施
（１）增加施工作业人员,安排工人三班倒作业；增设塔吊解决桥跨宽工人倒运钢筋时间长问题；分跨、分箱室安排作业,确保龄期差不得超过７ｄ.
（２）一般预压的材料有砂袋预压、水袋预压、预制块预压；由于宽幅、跨度较大,且受现场道路制约,吊车无法将材料直接运至预压点,因此经比选选用水袋预压；预压必须满足规范要求：各监测点最初２４ｈ的沉降量平均值小于１ｍｍ或各监测点最初７２ｈ的沉降量平均值小于５ｍｍ.
（３）通过施工人员、技术人员培训,掌握初凝时间的要点：可通过观察砼表面是否已经收水,并通过手指按压砼面有轻微裂纹确认；平板振动器收光代手收光；专人盯控混凝土初凝状态,合理安排收光人员,要求３个箱室对应一台平板,至少３台平板振动器.
（４）改进浇筑施工顺序：由于现浇箱梁顶板较宽,结合现场实际采用分块从低端向高端齐头推进的施工方案,每台天泵负责４～５个箱室的范围,Ｚ字形推进,每块的宽度不得大于５ｍ.
（５）加大顶板顶层钢筋马镫的数量,每平方米不得小于４个；加大顶板底层钢筋垫块的数量,每平方米不得小于６个.
（６）夏季或高温天气,对模板和钢筋必须用水降温,但不得出现模板内有积水现象,保持模板的湿润状态.
（７）气温高、风大的天气下施工,水分蒸发很快,要求每跨安排１人,共三人洒水养护,保持混凝土处于湿润状态,由于顶板顶内模尚未拆除,内腔温度较高,为使内外温差不超规范的２５℃,内腔室要求覆水,水深不得小于１０ｃｍ.
４ 结语
超宽多箱室现浇箱梁混凝土施工稍微不注意,顶板就容易出现裂缝,在总结、分析裂缝产生的原因的时候,要从设计、原材、配比、施工工艺等多方面着手多方面进行.事前应对设计图纸认真审查、评估,查找可能出现裂缝的设计缺陷；在混凝土配比时,应结合实际生产能力,合理确定初凝时间,同时选定水化热低的水泥；在混凝土施工过程中,更应注意施工环境、严格施工工艺,只要措施得当超宽多箱室现浇箱梁裂缝是可以消除的,并且以上防治措施是可以在今后类似工程中加以借鉴.
参考文献
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（责任编辑 高 平）
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