公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫成因及措施研究

楊補(bǔ)林

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸顯得越來越重要，公路和橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成之一，其質(zhì)量情況與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活密切相關(guān)。目前，我國的經(jīng)濟(jì)正飛速發(fā)展，對(duì)公路和橋梁的需求也越來越高，這就要求施工技術(shù)水平也必須相應(yīng)提高。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠很好地解決橋梁施工過程中跨度大、作業(yè)難度高等問題，被廣泛應(yīng)用于橋梁建筑工程中。文章對(duì)公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了詳細(xì)的討論和研究，并提出一些有效的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁 裂縫 成因 技術(shù)措施

中圖分類號(hào)：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（a）-0040-02

目前我國的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在我國所有橋梁中，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁已經(jīng)占到了80%左右。由于造價(jià)低、養(yǎng)護(hù)成本小、能夠提高構(gòu)件抗裂度和剛度等優(yōu)點(diǎn)，在中小跨度的橋梁結(jié)構(gòu)中尤其受到青睞。然而，由于公路橋梁的使用率較高，有部分橋梁在運(yùn)營數(shù)年后出現(xiàn)跨中下?lián)稀摻罡g、梁體開裂等情況，嚴(yán)重影響了公路橋梁的使用，其中以腹板裂縫最為常見，給橋梁技術(shù)人員帶來了很大的困擾。所以，必須對(duì)這一問題形成重視，并采取措施進(jìn)行加固和防御。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因

公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的原因有多種，從設(shè)計(jì)到材料，再到施工過程，都有其成因，大體包括以下幾點(diǎn)。

（1）設(shè)計(jì)因素。

設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)的時(shí)候，大多數(shù)都是從強(qiáng)度的方面去考慮，忽略了混凝土材料的收縮性以及外部荷載等因素，所以配筋就不能夠滿足顯示使用的要求，尤其是橋梁在投入使用后，長期的外部荷載產(chǎn)生的不停振動(dòng)，不符合要求的配筋就非常容易出現(xiàn)裂縫的情況。

（2）水泥因素。

目前市場上常見的水泥由于原料的不同，導(dǎo)致水化熱、吸水率、強(qiáng)度以及膨脹系數(shù)都有所差異，所以，在施工的過程中需要根據(jù)不同的使用部位和環(huán)境來選擇合適的水泥。而目前有想到一部分混凝土攪拌站沒有充分考慮到這些因素，從而采用了不合適的水泥，或摻合料比例不正確，從而導(dǎo)致在橋梁的施工過程中水泥產(chǎn)生的水化熱較大，混凝土收縮劇烈，而出現(xiàn)裂縫。

（3）混凝土的配比原因。

公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁對(duì)混凝土的要求比較嚴(yán)格，不同的部位、環(huán)境、高度、運(yùn)輸過程等對(duì)混凝土的強(qiáng)度要求也不一樣，所以，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。尤其是在冬季、雨季施工，經(jīng)常會(huì)加入外加劑來增加混凝土的和易性和吸水率，而混凝土在凝固過程中產(chǎn)生的高溫會(huì)讓混凝土的水分快速流失，從而導(dǎo)致因?yàn)榭s水而出現(xiàn)裂縫。

（4）模板問題。

為了追求效率和利潤，有相當(dāng)一部分施工方?jīng)]有對(duì)模版進(jìn)行充分的濕潤就投入使用，而這些模版大部分為木材，平常比較干燥，如果沒有充分濕潤就投入使用，則會(huì)在混凝土的澆筑過程中迅速吸收水分，導(dǎo)致混凝土水分損失，強(qiáng)度下降而出現(xiàn)干縮裂縫。

（5）混凝土澆搗后抹干壓光過度。

當(dāng)澆筑完混凝土以后，如果對(duì)其表明進(jìn)行過度的抹平壓光，會(huì)單刀直混凝土中的細(xì)骨料過多地存在于表層，在混凝土表明形成一層水泥漿，其中含有大量的水分和氫氧化鈣，直接接觸空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生很大熱量，從而導(dǎo)致混凝土表面體積發(fā)生碳水化收縮，出現(xiàn)裂縫。

（6）養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。

在橋梁的混凝土澆筑完畢后，要采取正確的養(yǎng)護(hù)方式，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間、強(qiáng)度以及頻率要視施工場地的環(huán)境、降水情況、溫度等情況確定。如果養(yǎng)護(hù)過早，則會(huì)影響混凝土的凝結(jié)，如果養(yǎng)護(hù)過晚，混凝土已達(dá)到強(qiáng)度，而達(dá)不到養(yǎng)護(hù)效果。尤其是在溫度比較高的夏季，如果養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致混凝土因?yàn)楦邷囟眲∈湛s，從而出現(xiàn)裂縫。

（7）溫度應(yīng)力。

如果澆筑完的混凝土內(nèi)部溫度下降的太快，或者與周邊環(huán)境的溫差太大，則會(huì)在溫度應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂縫。很多橋梁工程會(huì)深入水下，由于水和空氣的比熱比熱容不同，溫度變化也不一樣，同一構(gòu)件的混凝土在這樣不同的環(huán)境下會(huì)發(fā)生不一樣的溫度變化，其內(nèi)部會(huì)由于溫度應(yīng)力的作用而導(dǎo)致變形，出現(xiàn)裂縫。所以，通常會(huì)采用加入外加劑的方式來中和溫度的差距。

（8）鋼筋銹蝕。

鋼筋銹蝕是經(jīng)常發(fā)生的情況，如果施工方在施工的時(shí)候?qū)︿摻畈捎玫谋Ｗo(hù)措施不當(dāng)，如保護(hù)層厚度不夠、混凝土表面的孔洞沒有進(jìn)行有效處理，那么空氣中的水分就會(huì)腐蝕混凝土內(nèi)部的鋼筋，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕而發(fā)生膨脹，使得混凝土表面出現(xiàn)裂縫。尤其是在水中直接與水接觸的混凝土，鋼筋銹蝕的情況就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。

（9）施工荷載超載。

很多施工單位在施工的過程中在混凝土強(qiáng)度沒有達(dá)到要求的時(shí)候就在上面堆積其他施工材料，從而導(dǎo)致混凝土在過量荷載的壓力下發(fā)生變形，從而產(chǎn)生裂縫。

（10）拆模過早。

在施工過程中，施工單位由于成本問題準(zhǔn)備的模版數(shù)量不足，又為了不影響工期，只好在混凝土強(qiáng)度還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的時(shí)候就提前拆模，導(dǎo)致混凝土在沒有足夠的支撐下因重力作用而發(fā)生裂縫。

（11）后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫。

公路橋梁工期較長，通常都采用分段的方式進(jìn)行施工，這就需要設(shè)置后澆帶。如果在對(duì)后澆帶進(jìn)行封堵的過程中采用不正當(dāng)?shù)姆绞?，如時(shí)間不達(dá)標(biāo)、有垃圾堆放、表面未進(jìn)行鑿毛處理，在進(jìn)行新舊混凝土澆筑的時(shí)候就不能完全融合，再加上水平荷載作用，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2 公路預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的裂縫處理方法

在施工過程中或者使用過程中，如果預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁有裂縫情況發(fā)生，必須要先進(jìn)行調(diào)查、評(píng)定、分析裂縫的成因，針對(duì)不同的因素采取具有針對(duì)性的措施盡早進(jìn)行處理，避免裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展，確保大橋的安全性，保障大橋能夠安全運(yùn)營。如前文分析，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因包括設(shè)計(jì)、材料、施工、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)方面，同時(shí)要從結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行深入分析，最終確定裂縫的成因，有針對(duì)性地采取有效方法對(duì)裂縫進(jìn)行處理，常用的處理方法有以下幾種。

（1）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。

對(duì)于因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工或者超載等不可抗力而導(dǎo)致的橋梁裂縫，如果長時(shí)間不去處理就會(huì)影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。對(duì)于這種情況經(jīng)常會(huì)采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的措施進(jìn)行處理，主要包括斷面補(bǔ)強(qiáng)、錨固補(bǔ)強(qiáng)、預(yù)應(yīng)力法等處理措施。

（2）粘貼鋼板。

粘貼鋼板是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫處理措施的常用手段。如果裂縫在0.15mm以下，則可使用環(huán)氧材料進(jìn)行封閉，或者對(duì)裂縫裸露面進(jìn)行鋸鑿，讓裂縫口形成槽形豁口，然后用壓漿猴子其他材料進(jìn)行填充粘結(jié)封閉；如果裂縫大于0.15mm，則可以選擇壓漿處理。要注意的是必須要將混凝土秒面打磨平整，清理干凈，然后采用環(huán)氧膠泥粘貼鋼板，并使用錨固螺栓對(duì)鋼板進(jìn)行施壓，確保粘結(jié)牢靠。

（3）表面涂抹法。

如果裂縫較淺，以能夠看到鋼筋為準(zhǔn)。這類裂縫沒有形成貫通，透水的可能性較小，可以直接在其表面涂抹水泥砂漿進(jìn)行封堵，水下的結(jié)構(gòu)則必須使用防水砂漿。

3 結(jié)語

綜上所述，公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在我國廣泛使用，其運(yùn)營的安全性關(guān)乎我國的經(jīng)濟(jì)民生，一旦發(fā)生裂縫等情況，將會(huì)帶來巨大的安全隱患。通過分析可知，公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的成因包括設(shè)計(jì)、施工、材料、后期養(yǎng)護(hù)等多方面。所以，必須從設(shè)計(jì)階段就用專業(yè)的態(tài)度，我們必須從設(shè)計(jì)階段開始做好充分的設(shè)計(jì)值，在施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工，加強(qiáng)材料的檢驗(yàn)和監(jiān)測，同時(shí)在投入使用后要進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)和控制，才能保證橋梁工程能長久安全地供我們使用。

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