摘要：預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋由于具有結(jié)構(gòu)輕盈、抗彎、抗扭性能優(yōu)良等眾多優(yōu)點，在橋梁建設中得到了廣泛的應用。但這些橋梁在修建過程中和運營過程中，有時會發(fā)現(xiàn)梁體不同部位出現(xiàn)橫向、縱向和斜向等裂縫。裂縫一旦出現(xiàn)，輕則影響結(jié)構(gòu)的耐久性，重則直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力，甚至危及結(jié)構(gòu)的安全。對此，應予以重視，弄清裂縫產(chǎn)生的原因，采取措施預防裂縫發(fā)生。本文作者對連續(xù)梁箱梁橋裂縫成因進行了分析總結(jié)，歸納研究出裂縫大致種類及形成因素，并針對性地提出了預防和控制裂縫的措施，以供參考。

關鍵詞：預應力 連續(xù)梁 裂縫分析 防治措施

一、頂?shù)装蹇v向裂縫

縱向裂縫是主要的裂縫類型。裂縫是由于頂板橫橋向拉應力過大造成的。在恒載、活載和溫度荷載的作用下，都會產(chǎn)生橫橋向拉應力。

1.沿后張法預應力孔道的裂縫

這種裂縫一般都出現(xiàn)在頂?shù)装宀贾妙A應力束最薄處及預應力管道距混凝土表面最近的 預應力束處。當混凝土板受力彎曲時，就易產(chǎn)生縱向裂縫。

防治措施：合理地布置預應力束，嚴格按設計安設錨頭，減少施工誤差。要使預應力管道盡量靠近腹板，有足夠的混凝土層，管道間的距離不能過小，至少應保持18~20cm。從統(tǒng)計來看，板厚小于波紋管直徑3倍時常會出現(xiàn)劈裂縫。在混凝土板內(nèi)上下層鋼筋之間設置足夠的抗拉錨筋，可避免經(jīng)向崩裂，抗拉錨筋雖不屬結(jié)構(gòu)鋼筋但決不可忽視。

2.后澆帶縱向裂縫

這種裂縫往往沿后澆帶頂?shù)装灞∪醪课煌ㄩL分布，在混凝土強度形成后就已經(jīng)產(chǎn)生。經(jīng)過對施工工藝、裂縫分布分析，這種裂縫主要是混凝土硬化期間由于溫度收縮作用引起的。后澆帶不設箱室而梁高通常在1.3~1.5m，混凝土體積大，水化熱根據(jù)水泥用量不同，可使構(gòu)件內(nèi)部升溫60℃~70℃，內(nèi)部混凝土體積膨脹，受兩端先 澆混凝土約束，使順橋向受壓，橫橋向受拉，當橫橋向的拉應力高于混凝土抗拉強度時，則沿縱橋向產(chǎn)生裂縫。

防治措施：減少混凝土早期水化熱和早期收縮，選用低水化熱 的水泥，良好級配的集料，摻人適量的粉煤灰或外加劑，減少水泥用 量，可降低混凝土內(nèi)部升溫，減小內(nèi)外溫差， 同時加強縱橋向的勁性鋼筋骨架，有利于減小縱向溫度伸長變形時混凝土的擠壓而減小混凝土橫向受拉應力，減少或避免早期此類縱向裂縫出現(xiàn)。

3.橫向變形過大引起縱向裂縫

對于一些在縱向預留了大量的預應力孔道的梁體，由于削弱了梁板的有效厚度，而橫橋向的端梁、隔梁只采用大直徑鋼筋骨架，不設預應力，施工時大噸位縱向預力張拉引起橫向變形。較大的橫向變形就會導致頂?shù)装蹇v向裂縫。

防治措施：優(yōu)化設計，合理地布設箱梁橫斷面，在規(guī)范允許范圍內(nèi)適當增加頂?shù)装搴穸龋?彌補因縱向預應力孔道造成有效面積的削弱。橫向盡可能布設預應力束，可通過與縱向預應力筋同步或提前張拉橫向筋，使頂板混凝土同時四面受力，以克服較多裂縫的出現(xiàn)。

二、翼緣板、腹板縱向水平裂縫

箱梁混凝土施工時，腹板、翼板采用二次澆筑工藝，為了外觀美觀，通常要在腹板頂部、翼板根部分層。先期澆筑完成的腹板混凝土強度較高，翼板混凝土成型時，水化熱引起的收縮變形向下受到腹板及底模限制轉(zhuǎn)而向上變形，引起沿翼板根部水平縱向裂縫。

防治措施：調(diào)整混凝土水泥用量，降低因水化熱而使混凝土內(nèi)部溫度的急劇升高而后又大幅降溫帶來的混凝土收縮應變�，F(xiàn)澆箱梁混凝土的強度等級都能達到 C50以上，甚至 C60，施工單位的生產(chǎn)配比必須比設計強度的目標配比有更多的混凝土強度多余量，才能保證滿足質(zhì)量驗收標準。但混凝土強度的增加，通常會采用增加水泥用量，混凝土強度越高，高標號水泥用量越多，混凝土水化熱和收縮率都會增大。對此，要通過提高的粗細集料的質(zhì)量，將混凝土中的水泥用量降低，以解決此類裂縫的出現(xiàn)。

三、保護層不足引起的裂縫

如果混凝土質(zhì)量較差或混凝土鋼筋保護層不足而引起的裂縫，在混凝土拆模后養(yǎng)護不及時立即顯現(xiàn)，有的隨著混凝土的緩慢收縮而出現(xiàn)。這類裂縫通常出現(xiàn)在箱梁頂面，沿著表面鋼筋位置分布。由于頂層鋼筋較粗，如水灰比過大，表層混凝土粗骨料過少，混凝土收縮時在鋼筋頂部產(chǎn)生集中的收縮應力，造成其位置與鋼筋完全重合的裂縫。當水順著裂縫滲入， 鋼筋銹蝕后氧化物的體積可膨脹2～4倍以上，造成保護層的混凝土崩裂剝落。

防治措施：嚴格控制箱梁頂面混凝土保護層厚度，加強養(yǎng)護。通過施工觀察表明，水灰比控制較好且保護層充分的較少沿鋼筋位置出現(xiàn)裂縫。另外，在設有防裂鋼筋網(wǎng)時，就不能簡單地將防裂鋼筋網(wǎng)放在保護層中，防裂網(wǎng)必須也有20～30㎜以上的保護層，且盡量使用細而密的表層鋼筋，鋼筋直徑最好不超過16㎜。

四、收縮裂縫

收縮裂縫是混凝土施工現(xiàn)場最常見的一類裂縫，可能發(fā)生在構(gòu)件的很多部位，這類裂縫很細很小，但對鋼筋混凝土的耐久性危害較大。從混凝土收縮應力產(chǎn)生的原因分析，主要是混凝土早期水泥水化作用引起溫度變化而使混凝土產(chǎn)生收縮變形。這種變形使沒有受到約束的混凝土表面，當收縮拉應力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫。

防治措施：溫度收縮和水化收縮造成的裂縫往往是疊加的，應從控制水泥用量、水化熱， 關注早晚晝夜天氣溫度變化，加強冬季混凝土表面保溫，減小混凝土內(nèi)外溫差等方面全方位采取措施控制產(chǎn)生裂縫的各種因素。此外，控制水灰比可有效地減少混凝土塑性收縮。通過摻加高效減水劑，在滿足施工需要的坍落度、和易性的同時，可將水灰比降至0.35—0.4 之間。另外提高振搗質(zhì)量，防止浮漿集中過厚，加強養(yǎng)護也是預防此類裂縫的主要措施。

五、曲線形底板：預應力張拉時內(nèi)側(cè)混凝土崩裂

對于一些半徑較小的圓形匝道橋，設置預應力孔道時雖設置了“I”形抗拉筋，“U”形防崩筋及預應力管道定位筋，但在施工時由于存在著安置偏失誤差，造成管道偏位，距離混凝土曲線表面過小，或由于骨架鋼筋過密，混凝土澆筑時振搗不密實，粗骨料難以均布，造成混凝土強度不足。當大噸位張拉預應力束時，曲線內(nèi)側(cè)的混凝土在徑向作用下，出現(xiàn)開裂或表面混凝土脫落崩裂。

防治措施：曲線設置足夠數(shù)量的“J”抗拉筋，按梅花形布置，沿波紋管道設置加強箍筋，箍束底板上下緣向鋼筋，設置“U”形防崩鋼筋，可152㎝設置一道。波紋管道盡可能避免距離板下表面過近，可按50㎝設一道定位鋼筋，優(yōu)化預應力筋的位置。

六、結(jié)語

1.按照以往橋梁規(guī)范規(guī)定，預應力梁體混凝土的縱向裂縫寬度不應超0.2mm，在梁體的豎向裂縫則不允許出現(xiàn)。新修訂的公路橋梁設計規(guī)范則對于一般環(huán)境下的預應力梁體，規(guī)定其裂縫限值為0.1mm。而實際梁體一旦開裂，多數(shù)情況下裂縫寬度往往就已超過這些限值。所以，即使目前的裂縫對結(jié)構(gòu)受力不會造成影響，單從保證結(jié)構(gòu)耐久性來講，也必須對其進行處理。對于因橋上超載引起的裂縫，一般應詳細分析超載的情況，并根據(jù)未來荷載的發(fā)展可能，綜合考慮經(jīng)濟、社會影響等因素，決定是加固或?qū)α芽p進行一般的處理，或者予以廢棄，重修新結(jié)構(gòu)。

2.如上所述，預應力橋梁的開裂是一個復雜的問題，牽涉設計、施工、氣候、運營期的荷載及其運營養(yǎng)護等方面，所以，要從根本上減少以至基本消除梁體開裂現(xiàn)象，需要各個方面的共同努力和配合，缺一不可。

3.近年來，有些設計和咨詢部門在對結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化時，往往僅從理論出發(fā)，對一些結(jié)構(gòu)截面尺寸和布筋進行了不適當?shù)南麥p，而沒有綜合考慮施工誤差和工藝水平以及運營和養(yǎng)護的實際情況，導致結(jié)構(gòu)的實際安全度和耐久性降低。在一些其他因素的綜合影響下，極有可能導致混凝土開裂甚或造成事故。結(jié)果有的橋梁出事后的處理費用非常之大，而且耽誤了工期，有的則對結(jié)構(gòu)的耐久性造成了隱患，這種情況應該引起重視。

綜上所述，預應力混凝土連續(xù)箱梁裂縫產(chǎn)生的原因是受多種因素的影響，有其個別差異，也有共性。但隨著工程人員對混凝土裂縫認識程度的不斷深人，并且從設計和施工技術(shù)兩方面加以提高改進嚴格技術(shù)管理，混凝土裂縫是可以避免的。

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/jixielw/19466.html