复合养护工艺在悬浇施工桥梁养护中的应用研究

张小天

(双城区农村公路管理站，黑龙江 双城 150100)



复合养护工艺在悬浇施工桥梁养护中的应用研究

张小天

(双城区农村公路管理站，黑龙江 双城 150100)

以某悬臂浇筑施工的桥梁为例，分析了悬浇施工桥梁早期出现裂缝的原因，提出“底板底模模贴+人工+自动喷雾”的复合养护法，应用于工程实例，对该桥梁进行了全面养护，达到了较佳的经济效益以及社会效益。

复合养护；悬臂浇筑；桥梁养护；早期裂缝

在悬臂挂篮施工中，在悬臂浇筑混凝土段采用复合养护的方式，不但不会对悬臂施工过程产生影响，还能够增加节段的养护时间，强化养护效果，确保混凝土在脱模后能够无间隔持续养护，有助于减少悬臂箱梁混凝土早期出现的裂缝以及提高强度。

1 工程概况

M桥总长262 m，0#段采用托架施工，1#～15#梁段均采用挂篮分段对称悬臂浇筑施工。边跨与主跨度的比值为0.55 M。上部结构为单箱单室截面，顶板与底板宽度分别为21.5 m、11.5 m，单侧悬臂长5 m。箱梁跨中梁高2.80 m墩顶根部梁高7.50 m为跨度的1/16，单“T”箱梁梁高从中跨跨中至箱梁根部，箱高以 1.75 次抛物线变化。综合考虑浇筑周期、施工便利、钢材数量因素，将箱梁悬臂浇筑梁段长度划为两个节段：3.0 m以及4.0 m。中跨合拢段、边跨长度均为2 m。箱梁 0 号梁段长12 m(其中包括了桥墩两侧悬臂各2 m)，每个“T”构纵桥向划分为14 个对称梁段，根部箱梁梁段数及长度为7×3.00 m，跨中则为8×4.00 m。

2 悬浇施工桥梁早期裂缝分析

2.1 由于混凝土材料、养护因素引起的施工早期非结构性裂缝

箱梁内顶板与底板底面的纵向裂缝，以及腹板横向裂缝产生较为频繁，作者研究的三座桥梁中，该类裂缝具占比较大，详见表1。通过检查可以看出，三类裂缝大多数都发生在初于悬臂浇筑混凝土前后两节段交界接缝处，同时延伸至后浇筑混凝土节段。

表1 主要裂缝综合情况表

通过分析可以了解悬臂施工期混凝土箱梁节段的顶板与底板的底面以及腹板局部均有较大初应力，且最大的拉应力为Y 方向(纵桥向)或者Z 轴 X 方向(横桥向)，在湿接缝位置非常突出。若ZX 方向有较大拉应力，则会导致箱梁的顶板、底板产生纵向裂缝；若ZY方向有较大拉应力，则会导致箱梁腹板产生横向裂缝。

2.2 混凝土材料-养护因素引起的混凝土箱梁高初应力导致的后期结构性裂缝

M桥有较多的腹板斜向裂缝，并且在内表面分布较多。通过有限元分析可以了解，悬臂施工期混凝土箱梁由于混凝土收缩以及水化热温度因素，会导致顶板与底板底面以及腹板产生较大初应力，从该点可以推测，这些裂缝是由于在悬臂浇筑混凝土后，因为混凝土早期收缩变形性能较大，并且在脱模后腹板与外界环境接触而产生的。因此，若未能采取合理的养护措施，未能确保脱模后的腹板混凝土有着较为合适的温度与湿度环境，则会导致与原来带模养护时温度、湿度环境差异。而该环境差异会造成混凝土早期干燥与温度收缩变大，让箱梁腹板混凝土产生较大的初应力，即便未超过混凝土当前的抗拉强度，但依旧保持了较大初应力。在进行二期恒载等荷载施加后，则会导致本来有着较大初应力的部位产生更大拉应力，这就超出了混凝土强度，从而产生了裂缝。

3 复合养护工艺及其应用

对M桥采用的养护方法为“底板底模模贴+人工+自动喷雾”的复合方法。

主要材料：美捷特混凝土模贴专用胶、胶带纸、美捷特混凝土模贴。

施工工具：卷尺、直尺、刷子、打磨机、塑料片、小塑料桶、剪刀、工具刀、木条。

工艺流程：

本方法主要是针对挂篮悬臂浇筑施工一般节段。由于悬臂浇筑节段底板底模脱模必须要在挂篮前移时才能进行(也就是悬臂节段底板底面会一直处于带模自然养护状态)。并且0#块会悬出端长度通常为1～2 m，1#节段长基本等于最大悬臂长度。因此，挂篮移出节段的喷雾养护系统应在浇筑 2#节段时安装。

(1)挂篮前移到位后，为底板底模安装混凝土模贴。

(2)节段混凝土浇筑完毕后，进行人工养护。

①首次抹面、拉毛。在完成浇筑后，需要对顶面采取人工抹面以及适当深度的拉毛处理。

②二次抹面。顶面顶面混凝土在满足初凝时间后，并且表面无细小颗粒以及水泌出后，需要马上进行二次抹面工作；除了箱内底板顶面压脚模板覆盖的部分，其他部分都要进行二次抹面处理。

③二次拉毛。在完成二次抹面作业后，需要马上对顶板顶面进行二次拉毛作业。可以采取人工使用帆布、棕刷进行。

④湿覆盖养护。在二次拉毛之后，需对顶面马上进行湿覆盖养护；建议养护范围包含箱内压脚模板以外暴露的部分。湿麻袋能够很大成都降低新浇筑混凝土的干燥收缩、自收缩以及水化热。在使用湿麻袋覆盖后，需要定时进行洒水作业，确保其具有饱和的湿润程度。

⑤箱外侧模、箱内模松开后的人工洒水养护。完成混凝土浇筑2 d后，即可通过人工对即将张拉的纵向预应力束锚板，箱梁内模、腹板外模以及翼缘板模板脱离混凝土表面进行整理。开通人工通道，从而便于洒水养护。脱模后，箱内侧面、腹板外侧面、翼缘板下表面部位混凝土即与外界环境产生了湿度交换，需要进行及时洒水养护，同时在底板顶面二次抹面部位也需要进行养护，不但能够降低工人作业量，还能便于统一管理。

⑥移出挂篮，清理底模模贴，准备下一节段工作。完成预应力张拉作业后，在混凝土强度达到相应设计值后，将移出挂篮，并将底模取出，进行清理。箱梁顶部活动方便处的模贴可采用棕刷清理。在清理过程中需要尽可能清理残留的混凝土，同时确保不对模贴产生损坏，避免影响其保水性能。同时监理需要定期检查模贴，确保其正常的工作能力，若未能达到要求，则需要及时更换。

(3)挂篮前移，安装自动喷雾系统

①准备喷雾养护系统所需材料。

②张拉 1#节段纵向预应力束后挂篮前移至2#节段位置，进行自动喷雾系统安装。事先设计好安装有喷嘴的钢管以及输水管，之后将其与挂篮底篮、侧模滑移纵梁连接固定。

③安装系统的其他输水管道，同时在0#块上水箱安放潜水泵。

④安装控制柜、时间继电器等附属设施，同时将电源电气设备接入控制柜中。

⑤仔细检查整个系统(水路和电源开关等)，并进行调试。

4 桥梁裂缝控制效果

M大桥通车后，通过检查发现以下问题。

(1)桥梁梁外部有底板纵向裂缝合计11条，最长5 m，最宽0.12 mm；翼板纵向裂缝10条，最长4 m；横向裂缝14条，最长3 m，最宽0.08 mm，同时还有斜向裂缝1条，长1 m，宽0.1 mm。

(2)箱梁内部顶板纵向裂缝合计4条，最长3 m，最宽0.12 mm；腹板斜向裂缝1条，长1 m，宽0.08 mm；齿块竖向裂缝2条，长0.3 m，宽0.08 mm。具体详见表2，部分箱梁内侧裂缝见详表3。

表2 M大桥箱梁外侧裂缝情况表

表3 M大桥箱梁内侧裂缝情况表

可以看出，M大桥裂缝数量大大减少，这不断使得桥梁结构的安全性大大提升，还大幅度减少了修复以及加固需要的时间、经济成本，实现了社会效益以及经济效益。

[1] 鲍卫刚.预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] 姚燕.高性能混凝土的体积变形及裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] 袁勇.混凝土结构早期裂缝控制[M].北京：科学出版社，2004.

2017-03-15

U445.1

C

1008-3383(2017)05-0181-02