[发明专利]一种预应力混凝土现浇连续箱梁早期裂缝控制方法

说明书

本发明涉及一种预应力混凝土现浇连续箱梁早期裂缝控制方法，通过监测连续箱梁的早期水化热温度场值和早期应变值，在预应力混凝土现浇连续箱梁采用满堂支架二次浇筑时，先后分别获取浇筑底板和腹板的浇筑时间及浇筑顶板和翼缘板的浇筑时间，以两次浇筑时间差值作为分层浇筑龄期差，得到适用当前连续箱梁的最优分层浇筑龄期差，建立预应力混凝土连续箱梁的有限元模型，拟合温度荷载曲线性；利用已验证正确的有限元模型，模拟连续箱梁的现浇施工过程以及评估不同的初张时间和初张拉控制应力对箱梁顶板早期开裂的影响，得到对该连续箱梁顶板早期裂缝控制效果较好的优化后初张施工工艺，利用该优化后初张施工工艺指导针对连续箱梁的后续施工。

技术领域

本发明涉及混凝土结构裂缝控制领域，尤其涉及一种预应力混凝土现浇连续箱梁早期裂缝控制方法。

背景技术

目前，预应力混凝土连续箱梁在桥梁工程中应用广泛。在施工中常采用满堂支架二次浇筑的施工工艺。具体地，第一次浇筑底板和腹板，第二次浇筑顶板和翼缘板。

在相关实际工程中，施工人员在拆除模板后却发现，箱梁顶板存在着大量沿横桥方向和纵桥方向的裂缝，其中沿横桥方向的裂缝较多。这些在现浇连续箱梁顶板早期出现的裂缝会严重影响桥梁结构使用的耐久性和营运的安全性。但是，目前针对现浇连续箱梁顶板早期裂缝的控制方法多为优化混凝土配合比、优化混凝土生产或者对混凝土保温保湿养护等，但对于裂缝的防控效果都不尽人意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种方便施工以及控裂效果好的预应力混凝土现浇连续箱梁早期裂缝控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种预应力混凝土现浇连续箱梁早期裂缝控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，监测连续箱梁的早期水化热温度场值和早期应变值；其中，所述连续箱梁的箱室顶板中心处、顶腹板交接处和腹板顶部均具有监测所述早期水化热温度场值和早期应变值的监测点，各监测点内埋入有应变计；

步骤2，在预应力混凝土现浇连续箱梁采用满堂支架二次浇筑时，先后分别获取浇筑底板和腹板的第一浇筑时间以及浇筑顶板和翼缘板的第二浇筑时间，得到第一浇筑时间与第二浇筑时间之间的浇筑时间差值，将该浇筑时间差值作为分层浇筑龄期差；

步骤3，建立预应力混凝土连续箱梁的有限元模型，计算分析得到连续箱梁出现最少裂缝数量时所对应的分层浇筑龄期差，并将所得该分层浇筑龄期差作为适用当前连续箱梁的最优分层浇筑龄期差；其中，在所述的有限元模型中，混凝土采用塑性损伤模型，用以评估不同的分层浇筑龄期差对箱梁顶板早期开裂的影响；

步骤4，建立预应力混凝土连续箱梁的有限元模型，利用早期水化热温度场值监测数据拟合温度荷载曲线，并验证建立的该有限元模型的正确性；

步骤5，利用已验证正确的有限元模型，模拟所述连续箱梁的现浇施工过程，并根据所述有限元模型评估不同的初张时间和初张拉控制应力对箱梁顶板早期开裂的影响；其中，所述对箱梁顶板早期开裂的影响为初张时间和初张控制应力对箱梁顶板早期的开裂界面产生的最大拉应力；

步骤6，根据所述连续箱梁在现浇施工过程的早期抗压强度和弹性模量，得到对该连续箱梁顶板早期裂缝控制效果较好的优化后初张施工工艺；其中，所述优化后初张施工工艺包括优化后初张时间和优化后初张拉控制应力，所述优化后初张时间连续箱梁顶板在现浇后的早期出现最少裂缝时所对应的时间，所述优化后初张拉控制应力为预应力初张产生的压应力大于温差引起的拉应力时所对应的压应力；所述优化后初张时间为箱梁顶板早期开裂界面所产生的最大拉应力具有最小值时所对应的初张时间，所述优化后初张拉控制应力为箱梁顶板早期开裂界面所产生的最大拉应力具有最小值时所对应的初张拉控制应力；

步骤7，采用所述优化后初张施工工艺指导针对所述连续箱梁的后续施工。