悬浇箱梁施工期底板破坏原因分析及施工对策

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【摘 要】虽然我国的桥梁施工技术取得了很大的进展，但是仍然频繁的出现不少悬浇预应力混凝土箱梁桥在施工阶段发生底板崩裂事故的问题。本文就从施工角度对悬浇预应力箱梁桥施工期底板破坏的原因进行简单的分析，并列举一些避免悬浇箱梁施工期底板破坏的施工措施，提出一些可供参考的意见。

【关键词】悬浇箱梁；底板破坏；原因分析；施工对策

1 底板破坏形式及特征

通过对大量预应力混凝土箱梁桥调查，发现箱梁施工期底板出现崩裂事故主要有两种典型的破坏形式：预应力钢束局部崩出和底板上下层之间分离拉裂，其主要破坏特征如下。中跨合龙前梁体没有明显的裂缝，但是在中跨合龙后张拉合龙地板钢束是底板会出现通长裂缝，且底板混凝土出现崩裂并脱落。底板破坏区域主要集中在波纹管布置的位置，波纹管间的混凝土大多为横向断裂，而且地板内上下层间的钢筋网呈混凝土开裂现象，并对腹板和底板交界处产生纵向裂缝。另外，在节段接头和节段部位存在非常明显的崩裂现象，一般情况先，仅从崩开的接头部位便可以看到节段和节段间波纹管的折弯问题，而且在底板设置的上下层钢筋连体连接钩筋出往往会出现拉断或乡下崩开拉直的现象。

2 底板破坏的原因分析

2.1 施工偏差引起的受力影响分析

一般来说，在悬浇箱梁施工期间其底板的破坏主要是由于底板的竖向压力过大而造成的，其中会对箱梁底板产生影响的竖向压力主要来自于以下几个方面：合龙束的作用下在纵向呈受压状态的箱梁底板由于混凝土的泊松效应所产生竖向的拉应力、箱梁底板自重所产生的竖向应力、预应力管道偏离设计位置而产生的附加径向力和预应力束竖向弯曲而产生的径向力。调查研究表明，由于箱梁底板自身重量和纵向压力的泊松效应会产生箱梁底板的竖向应力，但是数值并不大，而且这一竖向应力对于箱梁底板的厚度和预压度的变化情况不敏感。但是，由于纵向预应力束弯曲而产生的径向力和预应力束管道偏离设计位置而产生的附加径向力会在箱梁底板引起较大的竖向应力，从而导致悬浇箱梁底板施工期出现崩裂破坏。

在悬浇箱梁施工中往往应设计要求将预应力钢束布置为平滑的曲线，但是在具体的施工过程中，不可避免的会出现节段与阶段间标高控制不准确的现象，进而导致波纹管在接头部位出现这叫，最后节段在合龙之后钢束也不再是平滑的曲线。不仅如此，由于预应力筋在折角处突然变向，此时必然会导致在张拉施工时附加径向压力增大的情况，进而产生较大的内侧甭理，从而造成底板的崩裂破坏。

2.2 钢筋对底板防崩能力的影响

底板的竖向钢筋主要是起到连接上下两层钢筋网构造钢筋的作用，在构造上通常将端部弯曲为135°的弯钩钩在钢筋网节点上，因此在很多工程中通俗的被记为钩筋。从某种程度上来说，钩筋不但可以紧密上下两层钢筋网的联系，而且能够分担一部分底板的竖向压力，起到防崩的作用。但是需要注意的是，如果没有对钩筋加以合理的设置，那么在该范围内的底板便不能克服相应的拉力而产生开裂。因此为了保证和增强底板的防崩能力，在施工阶段必须要提高施工人员对钩筋的认识，在施工图纸上对钩筋的作用和重要性做出说明，切忌随意摆放和架立钢筋。

3 预防底板破坏的主要施工措施

根据以上的分析可以知道，要想预防悬浇箱梁底板的施工期破坏问题的出现就必须要采取具有针对性的施工做事加以应对。比如可以通过构造措施来增强底板的抗崩能力，或控制和减少施工误差来避免大的附加径向力和径向力产生。

3.1 严格控制施工过程，保证波纹管（ 钢束） 线形符合设计要求

众所周知，悬臂施工的每一个阶段都是作为一个独立的单元的，一旦某一单元出现了较大的误差，那么势必会对下一个单元的准确性产生较大的影响。由于误差的不断累计，在最终合龙束张拉时将会出现多个折角。正因如此，必须要对施工过程加以严格的控制，具体来讲在施工过程当中要精心的组织和规划，控制好节段与阶段标高的准确性，避免折角的出现，确保波纹管坐标全场范围内的线形符合设计要求。需要注意的是，如果节段间标高出现误差，那么应在连接波纹管时尽量保证纵向的弧形顺适性，绝不允许波纹管纵向接头出现折角、小半径弯曲的现象，保证工程结构安全。

3.2 提高波纹管定位精度

提高波纹管定位精度能够有效防止地板破坏，具体来说就是在钢筋绑扎的过程当中根据工程涉及到位置对波纹管精确定位。一般情况下，常用的方框行波纹管定位筋是很难对波纹管位置加以约束的，而且在混凝土浇筑时很容易导致波纹管偏离设计位置，进而对工程结构安全造成影响。比如通过U形状定位筋来固定波纹管就能够极大的提高准确性，同时需要考虑到的是，如果普通钢筋同波纹管位置发生冲突，波纹管优先。

3.3 适当加密定位钢筋

根据以上分析可以知道，预应力管道定位误差对箱梁底板的竖向应力有着极大的影响，因此必须要采取有效的措施来加密定位钢筋。通过实测发现，波纹管定位筋间距在100公分左右是，预应力管道上浮可以达到2到3厘米。这时如果假设预应力管道轴线的曲率不变，那么预应力束定位钢筋在60公分好80公分时的预应力管道轴线偏离设计位置的距离分别是0.9公分和1.6公分，且底板竖向应力值为0.7 MPa。但是如果预应力束的管道定位钢筋间距是60公分，那么底板上的竖向应力最大值为0.5 MPa。通过对比上述钢筋间距在100公分以内时底板竖向应力最大值为1.3 MPa可以发现，通过对定位钢筋进行加密处理有着很好的减小底板附加竖向应力的效果。因此在具体的施工过程当中应该结合施工规范的具体情况适当的加密，一般情况下，底板上的定位钢筋间距不应该超过60公分，而在合龙段的底板定位钢筋则不应该超过40公分。

3.4 严格控制所采用的波纹管质量

就现阶段而言，我国的波纹管市场还不是很完善比较混论，其中有相当大的一部分波纹管质量不高，有的甚至受水化影响后出现严重的形变问题，影响到波纹管的定位精度。因此在施工当中必须要对波纹管质量加以严格的控制。具体来说金属波纹管的性能和质量应符合《预应力混凝土用金属波纹管》（ JG 225―2007） 的规定，塑料波纹管的制作材料、质量和性能则应该符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（ JT/T 529―2004） 的规定。另外，在采用波纹管之前必须要对其合格证、质量保证书、型号、类别、规格加以核查，同时还应该检测其尺寸、外观、径向刚度、荷载、抗弯曲、渗漏等指标，一般发现质量指标不合格，一律不予采用。

3.5 规范钢筋设置

总的来说，在具体的施工过程当中必须要保持对钩筋的高度重视，在加工和摆放时必须严格按照图纸进行。具体来讲就是在上下勾头是必须要钩住上下两层的主筋，然后电焊或绑扎牢固。尤其是在钢束布置范围及底板跨中区域尤其应对钩筋加密，从而确保上下层钢筋网的紧密联系，确保底板防崩能力得到保证。

4 结语 综上所述，在悬浇箱梁施工过程中引发底板破坏的有很多因素，本文通过以上的分析和论述主要说明了施工不当对底板造成破坏的原因，并提出了一些具体的施工对策。本文简单的进行归纳总结，主要有以下三个方面的：

（1）由于预应力束管道出现折角或管道上浮偏离预定位置而导致附加径向力增加，且钩筋没有严格按照设计图纸或规范施工而造成悬浇箱梁底板施工期破坏的主要施工原因。

（2）在具体的施工工程当中应该对波纹管节段接头处加以严格控制，避免折角的出现，其次还应该采取有效措施来提高波纹管的进度，比如适当加密定位钢筋设置等措施就可以起到防止在混凝土浇筑时波纹管上浮偏离设计和出现大的附加径向力的作用。而且通过对博文挂你的加密、规范钩筋设计还可以极大的提高底板抗崩裂性能。

（3）不论如何，任何环节的施工都必须严格规范的进行，只有在结构设计合理的前提下运用有效的施工控制措施才能够对悬浇箱梁施工期底板的破坏问题良好的解决。

参考文献：

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