預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

【摘要】預(yù)應(yīng)力橋梁在高等級(jí)公路建設(shè)中的應(yīng)用十分廣泛，并具有較為廣闊的前景。本文針對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因進(jìn)行了較深入地探討，并提出幾點(diǎn)防治措施，對(duì)于提高預(yù)應(yīng)力橋梁建設(shè)質(zhì)量具有重要作用。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力橋梁；砼裂紋；防治措施

1.前言

預(yù)應(yīng)力橋梁在高等級(jí)公路建設(shè)中的應(yīng)用十分廣泛，因預(yù)應(yīng)力橋梁承重結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，難免會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂縫，進(jìn)而使預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命造成不利影響，甚至?xí)＜叭松戆踩?。所以，深入分析預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋成因，并采取有效的防治措施十分必要。針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)橋梁而言，產(chǎn)生裂縫的原因眾多，而且諸如溫度、荷載、地基形變、收縮、鋼筋腐蝕及施工質(zhì)量等各類裂縫具有交叉相互作用，預(yù)應(yīng)力橋梁在不同場(chǎng)合具有不同結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力橋梁跨度較小時(shí)，通常采取T形或板狀橫截面；跨度較大時(shí)，通常采取箱型橫截面，預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)不同產(chǎn)生裂縫的原因也完全不同。本文針對(duì)采用箱型橫截面跨度較大的預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)分析，可知其裂縫大部分產(chǎn)生在腹板、頂板、底板及錨下等不同位置，主要產(chǎn)生溫度、收縮、預(yù)應(yīng)力及其它等多個(gè)類型的裂縫。

2.預(yù)應(yīng)力橋梁裂縫類型

2.1收縮裂縫

一般可分為干縮裂縫與沉陷裂縫兩種，主要是因凝膠水和毛細(xì)水存在于混凝土中，在干燥過程中產(chǎn)生變化而使混凝土收縮，造成減弱預(yù)應(yīng)力橋梁體表面抗拉強(qiáng)度而引發(fā)。干縮裂縫因箱梁體內(nèi)外溫度不均，使箱梁體表面比內(nèi)部干縮速度快，進(jìn)而產(chǎn)生在箱梁體外表面的拉應(yīng)力引發(fā)裂縫，或在結(jié)合新舊混凝土位置，因新舊混凝土具有不同的干縮速度而造成裂縫產(chǎn)生在接縫表面；沉陷裂縫是因沒有對(duì)澆筑完成的箱梁體及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，蒸發(fā)箱梁體水分使凝膠失水嚴(yán)重，縮短凝膠粒之間距離而產(chǎn)生裂縫。

2.2溫度裂縫

在施工連續(xù)箱梁的過程中，因受源于主墩臨時(shí)混凝土固結(jié)支座、不均勻鋼筋及預(yù)應(yīng)力作用外部、箱梁內(nèi)腹板、頂板、底板內(nèi)部等約束，在溫度變化時(shí)使混凝土具有溫度應(yīng)力進(jìn)而引發(fā)裂縫；此外，在分塊澆筑連續(xù)梁過程中，可能因混凝土早已硬化與混凝土新澆筑的接縫位置存在一定的溫度差，進(jìn)而引發(fā)裂縫。

2.3預(yù)應(yīng)力裂縫

沒有嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，混凝土強(qiáng)度尚未符合設(shè)計(jì)要求時(shí)張拉其預(yù)應(yīng)力筋，在錨中局部根據(jù)泊松效應(yīng)可知將產(chǎn)生橫向環(huán)狀拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，或底板中部縱向預(yù)應(yīng)力的泊松效應(yīng)及施工中預(yù)應(yīng)力管道周圍混凝土不均勻收縮而導(dǎo)致底板橫橋向產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而引發(fā)底板裂縫；焊接的預(yù)應(yīng)力筋不合格，在張拉預(yù)應(yīng)力筋過程中產(chǎn)生斷裂或預(yù)應(yīng)力筋、錨具等設(shè)備質(zhì)量不佳，張拉時(shí)突然破壞、斷裂，以及因過多油污導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋滑絲或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件沒有進(jìn)行脫模或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件頂面沒有設(shè)置長縱向鋼筋，將其放張后使構(gòu)件產(chǎn)生起拱及收縮，進(jìn)而引發(fā)不同程度的裂縫。

2.4其它裂縫

不密實(shí)、不堅(jiān)硬或具有過高的灌漿壓力使預(yù)制構(gòu)件表面引發(fā)構(gòu)件裂縫；在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力橋梁過程中對(duì)荷載沒有完全計(jì)算，或在施工過程中，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行隨意更改而施工，或在應(yīng)用中，承擔(dān)嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)荷載等問題都將導(dǎo)致發(fā)生荷載裂縫。

3.防治預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的措施

預(yù)應(yīng)力橋梁若產(chǎn)生砼裂紋就容易對(duì)其結(jié)構(gòu)使用壽命造成不利影響，并需采用很多資金進(jìn)行修復(fù)，所以，對(duì)防治預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋主要是預(yù)防，治療為輔，從材料、施工等多個(gè)方面采取措施嚴(yán)格控制以避免預(yù)應(yīng)力橋梁產(chǎn)生砼裂紋。

3.1選擇混凝土材料

基于對(duì)工程強(qiáng)度要求滿足的前提下，盡可能采用適宜類型的水泥而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生收縮裂縫的情況減少；在選擇骨料的過程中，砂石應(yīng)選用顆粒級(jí)配良好、具有干凈表面、含雜質(zhì)較少等條件，盡可能使孔隙率減小，與水泥漿結(jié)合更多，使混凝土水化熱作用最大程度降低，以確保混凝土耐久，產(chǎn)生的裂縫減少；在箱梁密集鋼筋位置，應(yīng)對(duì)減少劑適宜添加以使混凝土和易性得到明顯改善，并使初期產(chǎn)生的水化熱減慢，產(chǎn)生的溫度裂縫減少，密實(shí)劑應(yīng)添加適當(dāng)使不同層的混凝土之間完好連接，有效避免產(chǎn)生施工縫。

此外，在確保正常澆筑時(shí)，采用的拌合水量、水灰比等都較少，而實(shí)現(xiàn)混凝土的干縮性減少；在確保工程結(jié)構(gòu)需求情況下，盡可能采用粒徑最大的骨料，使其抗拉性能明顯提高，進(jìn)而產(chǎn)生的混凝土裂縫也會(huì)逐漸減少。

3.2控制混凝土澆筑施工

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因就是混凝土澆筑施工質(zhì)量不同，所以，在澆筑混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，特別是澆筑連續(xù)箱梁過程中，要根據(jù)先底板、再腹板、最后頂板的順序依次進(jìn)行，結(jié)合工程具體需求，有效控制其坍落度。此外，在振搗混凝土過程中，主要是附著式，兩邊振動(dòng)對(duì)稱，并對(duì)振搗時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是在錨頭及新老混凝土結(jié)合位置，不需要過振或漏振，以確?；炷潦┕べ|(zhì)量，盡量避免產(chǎn)生裂縫；在頂板位置，還應(yīng)采用二次收漿及抹面拉毛方法避免產(chǎn)生沉陷裂縫。

3.3控制預(yù)應(yīng)力施工

在預(yù)應(yīng)力橋梁施工過程中，應(yīng)采用標(biāo)定千斤頂油表、對(duì)錨具與鋼絞線質(zhì)量進(jìn)行檢查、對(duì)張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度及彈性模量進(jìn)行控制、使工作錨貼近錨墊板、注意采用卸載手段進(jìn)行加載、根據(jù)張拉順序施工措施對(duì)預(yù)應(yīng)力施工精度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免因錨頭混凝土質(zhì)量、錨下鋼筋及彈簧筋布置等因素帶來的不利影響，進(jìn)而使產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力裂縫明顯減少。

3.4后期養(yǎng)護(hù)處理及其他

在澆筑完成混凝土后，應(yīng)采取在混凝土表面澆水或覆蓋等方式，使混凝土表面濕度保持恒定，避免混凝土表面產(chǎn)生開裂；施工過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙要求施工，不可擅自對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改；隨時(shí)檢測(cè)預(yù)應(yīng)力橋梁的使用情況，常見問題，及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。在橋梁產(chǎn)生裂縫后，要及時(shí)采取補(bǔ)救措施，以免對(duì)人力物力財(cái)力造成更大的損失。若此類裂縫不影響預(yù)應(yīng)力橋梁的承載力，那么可在對(duì)裂縫表面進(jìn)行認(rèn)真清潔后采取水泥砂漿抹表面、表面涂抹環(huán)氧膠泥或聚乙烯泥等方法進(jìn)行處理。

4.總結(jié)

綜上所述，與普通混凝土相比，因預(yù)應(yīng)力混凝土的抗裂性能好，而在各行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。在實(shí)際施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土將產(chǎn)生各類裂縫，進(jìn)而對(duì)工程結(jié)構(gòu)壽命產(chǎn)生不利影響。預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫問題比較復(fù)雜，與混凝土材料、預(yù)應(yīng)力及澆筑施工等因素具有一定關(guān)系，有待于繼續(xù)深入解決處理?；陬A(yù)應(yīng)力的連續(xù)箱梁，分析預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫成因，并對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土采取有效防治措施具有十分重要的意義。

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作者簡(jiǎn)介

孫作家，男，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)。