淺談?lì)A(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫成因分析及防護(hù)措施

劉巨鵬

摘要：在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫成因分析及防護(hù)措施研究的過(guò)程之中，要充分的結(jié)合實(shí)際的橋梁的施工情況，并總結(jié)出要改進(jìn)的區(qū)域。本文具體分析相應(yīng)的橋梁在施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對(duì)橋梁在后續(xù)的使用過(guò)程之中出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分類總結(jié)處理，有效的找尋出了影響橋梁使用質(zhì)量的具體因素，最終總結(jié)出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力箱梁；梁體裂縫；成因因；防護(hù)措施

前言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速進(jìn)步，各種公路橋梁工程不斷涌現(xiàn)，也使得人們對(duì)于橋梁的質(zhì)量提出了更高的要求。預(yù)應(yīng)力箱梁是當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)施工中一種常用的結(jié)構(gòu)形式。但是，在使用過(guò)程中，由于各方面的原因，其梁體時(shí)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響橋梁整體的使用壽命和使用安全，因此，做好裂縫的分析和防護(hù)，是橋梁建設(shè)部門(mén)需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。

1 預(yù)應(yīng)力箱梁的簡(jiǎn)述

1.1 箱梁

箱梁，是橋梁修建過(guò)程中經(jīng)常用到的一種梁，由于其內(nèi)部為空心狀，上部?jī)蓚?cè)有翼緣，外形看起來(lái)類似箱子而得名。應(yīng)用于道路橋梁修建的箱梁種類較多，從使用面積上劃分，基本可以將箱梁分為兩大類：?jiǎn)蜗浜投嘞?。預(yù)應(yīng)力箱梁就是指在箱梁上面外加一個(gè)預(yù)應(yīng)力，以此來(lái)減小甚至是抵消箱梁本身重量所產(chǎn)生的荷載，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)箱梁負(fù)載力的效果。通常情況下，預(yù)應(yīng)力箱梁的建設(shè)施工分為先張法和后張法。其中先張法的施工操作是在箱梁混凝土建筑之前，對(duì)箱梁內(nèi)部的鋼絞線進(jìn)行事先張拉；后張法反之。從整個(gè)橋梁施工過(guò)程看，預(yù)應(yīng)力箱梁在橋梁整體結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著主受力作用。所以預(yù)應(yīng)力箱梁施工質(zhì)量的高低、施工技術(shù)的強(qiáng)弱以及施工材料的選用都直接影響著整個(gè)橋梁的整體功能使用。這就要求在橋梁修建之前，首先要做好預(yù)應(yīng)力箱梁的詳細(xì)規(guī)劃和科學(xué)施工分配，并在工程竣工后定期做好梁體的檢查維護(hù)工作，以此保證整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

1.2 梁體裂縫類型

一般情況下，所選的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的裂縫分布大致可分為六種情況，在下文之中，將具體的將這六種裂縫呈現(xiàn)出來(lái)：（1）邊跨斜裂縫，一般情況下，出現(xiàn)這種情況的主要區(qū)域集中在所選擇觀察的支座附近，斜裂縫的傾角為450角左右。（2）邊跨水平裂縫，一般情況下，出現(xiàn)這種情況的主要區(qū)域集中在的邊端支座附近、腹板的上緣。（3）中跨斜裂縫，一般情況下，出現(xiàn)這種情況的主要區(qū)域集中在的支座附近，這種類型所出現(xiàn)的斜裂縫的傾角為450角左右。（4）中跨水平裂縫，一般情況下，出現(xiàn)這種情況的主要區(qū)域集中在上面的1/4～3/4跨之間。（5）邊跨的水平裂縫、斜裂縫同時(shí)發(fā)生，一般情況下，出現(xiàn)的水平裂縫靠近腹板上緣，還有少數(shù)情況在腹板的下緣也有水平裂縫產(chǎn)生。（6）中跨的水平裂縫、斜裂縫同時(shí)發(fā)生，一般情況下，上出現(xiàn)的水平裂縫靠近腹板上緣，除此之外，裂縫少數(shù)情況在腹板的下緣也有水平裂縫存在。

2 預(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫成因

以某橋梁工程項(xiàng)目為例，對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫進(jìn)行分析，并對(duì)其防護(hù)措施進(jìn)行討論和闡述。

2.1 工程概況

某高速公路橋梁全長(zhǎng)412m，屬于大跨度橋梁，橋跨組合為6×35m+6×35m，橋面寬度約為26.4m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ)，雙柱墩的形式，在對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁進(jìn)行施工的過(guò)程中，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求，采用了后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)，以保證施工質(zhì)量，

2.2 裂縫成因

在混凝土澆筑完成后，于梁體發(fā)現(xiàn)部分沿連接筋豎向分布的裂縫，裂縫長(zhǎng)度在40mm～120mm之間，寬度約為0.02mm～0.05mm，深約1～3mm，雖然不影響箱梁的整體強(qiáng)度和承載能力，但是如果不加處理，很可能在預(yù)應(yīng)力張拉后導(dǎo)致裂縫發(fā)育，因此，需要對(duì)裂縫的成因進(jìn)行分析，采取合理有效的防護(hù)措施。

（1）材料因素

原材料是影響工程施工質(zhì)量的主要原因之一，在工程施工中，如果采用高強(qiáng)混凝土，由于水泥標(biāo)號(hào)較高，用量較大，而其在凝結(jié)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的水化放熱現(xiàn)象，增大混凝土的最高溫升，在其他因素的影響下，可能會(huì)引發(fā)溫度收縮裂縫，同時(shí)，粗細(xì)集料的質(zhì)量、混凝土配合比等因素都可能會(huì)引發(fā)箱體裂縫。

（2）工藝因素

首先，混凝土拌制，在對(duì)混凝土進(jìn)行拌制時(shí)，如果拌合時(shí)間過(guò)短，或者混凝土水灰比過(guò)大，則會(huì)影響混凝土的均勻性，引發(fā)干縮裂縫，其次，混凝土澆筑，混凝土的澆筑過(guò)程中，必須保證振搗的均勻性和全面性，如果振搗不足，則會(huì)影響箱梁的整體施工質(zhì)量，而如果振搗過(guò)量，則混凝土表面會(huì)出現(xiàn)粗細(xì)集料離析的現(xiàn)象，在靠近模板的位置，細(xì)集料集中，影響混凝土的均勻性和穩(wěn)定性，然后，混凝土養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆筑完成后，必須及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)管理工作，以保證混凝土工程的強(qiáng)度和質(zhì)量，而當(dāng)前許多工程的混凝土養(yǎng)護(hù)往往都是在脫模后才開(kāi)始，箱梁的頂面長(zhǎng)期暴露在空氣中，如果氣溫過(guò)高，則會(huì)加快水分的蒸發(fā)，引發(fā)干縮裂縫。

（3）其他因素

除上述因素外，造成梁體裂縫的原因還有許多，如工程設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、日常維護(hù)、應(yīng)力變化等，以預(yù)應(yīng)力松弛現(xiàn)象為例，在橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷增長(zhǎng)，預(yù)應(yīng)力鋼束會(huì)逐漸松弛，從而引發(fā)相應(yīng)的裂縫。

3 預(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫的防護(hù)措施

3.1 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，保證材料摻配比例

材料質(zhì)量的高低直接決定了整個(gè)橋梁工程性能的好壞。首先，要根據(jù)前期制定的建筑施工設(shè)計(jì)和施工，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的建筑混凝土材料，并查看質(zhì)量保證書(shū)和說(shuō)明書(shū)，堅(jiān)決杜絕使用（三無(wú)）產(chǎn)品。其次，在材料入場(chǎng)入庫(kù)之后，要做好保存地點(diǎn)的環(huán)境控制工作，以陰涼、通風(fēng)、干燥為宜，防止混凝土材料受潮凝結(jié)成塊，降低質(zhì)量和使用性能。要注意保證各施工材料間的隔離距離，防止相互摻雜混合，發(fā)生化學(xué)作用。再次，在進(jìn)行混凝土混合配比時(shí)，各摻配材料的比例要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)，務(wù)必確保最佳摻配比例，最大限度的保證混凝土的使用質(zhì)量。尤其需要主要是，如果施工材料自身性質(zhì)出現(xiàn)變化，如水泥板結(jié)成塊等，一定要及時(shí)更換，以防影響后期的工程施工質(zhì)量。

3.2 規(guī)范施工工藝，完善施工細(xì)節(jié)

由于整個(gè)橋梁工程施工的材料主要為混凝土，在此主要介紹混凝土的施工工藝。首先是關(guān)于混凝土的制備工作，根據(jù)施工的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求的比例進(jìn)行配比，控制水灰的添加成分，如果對(duì)混凝土的強(qiáng)度或粘結(jié)度有特殊要求，可以根據(jù)具體情況添加干燥劑降低混凝土水分、添加塑化劑增強(qiáng)混凝土的可塑性等，在各種施工標(biāo)準(zhǔn)要求的摻雜物料都配置齊全之后，進(jìn)行混凝土的均勻攪拌，時(shí)?？刂圃?分鐘作用，時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致各物料不能重復(fù)融合，混凝土的粘合程度不夠；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致混凝土過(guò)于稀薄，施工后期的成型難度高，不利于橋梁施工。其次是混凝土的澆筑工作，要選取溫度相對(duì)適中的時(shí)段，以早上或下午為宜，既能防止溫度過(guò)低導(dǎo)致混凝土的迅速板結(jié)，又能避免溫度過(guò)高導(dǎo)致混凝土水分大量析出。最后，當(dāng)橋梁施工竣工之后，還需要對(duì)混凝土梁體進(jìn)行定期檢查工作，做到及時(shí)養(yǎng)護(hù)，有效延長(zhǎng)混凝土的使用年限。

3.3 強(qiáng)化施工管理，加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)

首先要做好施工的宏觀調(diào)配和隊(duì)伍管理工作。具體來(lái)說(shuō)，制定行之有效、科學(xué)合理的施工規(guī)劃和進(jìn)度安排是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于后期建筑施工有指導(dǎo)意義。相關(guān)的責(zé)任領(lǐng)導(dǎo)要注意加強(qiáng)對(duì)施工隊(duì)伍以及施工質(zhì)量的檢查監(jiān)督工作，防止出現(xiàn)以次充好的施工問(wèn)題。其次，定期開(kāi)展施工隊(duì)伍的專業(yè)技能訓(xùn)練和培訓(xùn)工作，不斷豐富施工技能，提高施工質(zhì)量。施工工人是橋梁建造過(guò)程中最具活力的因素，只有做好了“人”的工作，才能完成“橋”的工作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力箱梁梁體裂縫成因分析及防護(hù)措施研究的過(guò)程之中，應(yīng)當(dāng)具體的結(jié)合實(shí)際的大橋施工以及大橋的應(yīng)用情況之中所出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行深刻的分析總結(jié)，并對(duì)大橋之中所出現(xiàn)的裂縫情況的具體的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析總結(jié)計(jì)算，找尋出引發(fā)這些問(wèn)題的具體原因，以便于在后續(xù)的施工過(guò)程之中有針對(duì)性的解決，提升大橋的使用質(zhì)量，保證人民群眾的生命安全。