預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體裂縫的成因分析及防護措施

張建文

摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為道路橋梁的重要結(jié)構(gòu)之一，該結(jié)構(gòu)不但截面抗扭剛度大，而且適應(yīng)懸臂、頂推等現(xiàn)代施工方法，在施工與使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性，有效的提高了整個道路橋梁的質(zhì)量。然而，在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的使用過程中，很容易出現(xiàn)梁體裂縫，影響其強度、耐久性及使用功能的正常發(fā)揮。本文就預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的裂縫及其成因進行分析，并探究其有效防護措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁;梁體裂縫;成因;防護

在我國道路橋梁施工建設(shè)過程中，道路橋梁的結(jié)構(gòu)形式和施工質(zhì)量會受到諸多因素的影響。目前，隨著我國國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展，對于道路橋梁的質(zhì)量和使用功能也有了更高的要求，傳統(tǒng)道路橋梁結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)無法滿足這一要求。近年來，我國諸多在建道路橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)能夠有效提高道路橋梁的剛度和承載能力。因此在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的設(shè)計、施工工作中，要求相關(guān)部門和工作人員必須要加強對梁體裂縫問題的研究，并采取有效措施加以預(yù)防和控制。

一、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體裂縫的分類

在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)中，裂縫出現(xiàn)的大致區(qū)域和方位不同，其成因不同，裂縫的類型也不同。要想對裂縫問題進行有效的預(yù)防和控制，先要做好裂縫類型的分析。根據(jù)分布，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的梁體裂縫大致分為以下六種：

1、邊跨斜裂縫：

該裂縫集中出現(xiàn)在橋梁支座附近，傾斜角度約為十五度角。

2、邊跨水平裂縫：

該裂縫主要出現(xiàn)在邊端支座區(qū)域或者腹板的上緣部位，裂縫的整體形態(tài)為水平分布。

3、中跨斜裂縫：

該裂縫主要集中在支座附近，與邊跨斜裂縫在形態(tài)上大致相似，傾斜角度約為四十五度角。

4、中跨水平裂縫：

一般情況下，該裂縫集中出現(xiàn)在上面的1/4～3/4跨之間的區(qū)域。

5、邊跨水平與斜裂縫同時出現(xiàn)：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體的邊跨區(qū)域，可能會同時出現(xiàn)水平裂縫與斜裂縫，這種裂縫比較復(fù)雜，主要出現(xiàn)在腹板的上緣。

6、中跨水平與斜裂縫同時出現(xiàn)：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體的中跨區(qū)域，也可能會同時出現(xiàn)水平裂縫與斜裂縫，這種情況同樣集中于腹板的上緣，而且多以水平裂縫為主。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體裂縫的成因

梁體裂縫是預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁常見的通病之一，倘若不加以處理，任由裂縫在施加預(yù)應(yīng)力之后發(fā)育，便會影響梁體的強度和承載能力。下面本文將對裂縫的成因進行分析，以便采取有效的防護措施。

1、原材料方面：

眾所周知，原材料質(zhì)量是影響工程質(zhì)量最直接的因素，也是最主要的因素之一。在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工過程中，多采用高標號、高強度混凝土，所用水泥通常標號較高、用量較大，凝結(jié)過程過釋放的水化熱也較多，很容易出現(xiàn)溫度裂縫。同樣，粗集料的巖性、粒徑、含泥量及含量，細集料的顆粒級配、表面性狀、含泥量及砂率，都會對混凝土拌合物的工作性能產(chǎn)生較大影響，直接或間接影響混凝土的收縮，對混凝土各種裂縫的產(chǎn)生有較大影響。

2、工藝方面：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工工藝較多且比較復(fù)雜，其中任何一個工藝出現(xiàn)問題，都會影響梁體的施工質(zhì)量。

（1）在混凝土的拌和過程中，攪拌時間的長短、水灰比的大小，都會影響混凝土的和易性，引發(fā)出現(xiàn)干縮裂縫的可能。

（2）在混凝土澆筑過程中，布料方式和振搗程度都很重要，倘若振搗不足會影響梁體施工質(zhì)量，而過振則會導(dǎo)致拌合物離析，從而影響混凝土的均勻和穩(wěn)定性，增加各種裂縫出現(xiàn)的可能。

3、養(yǎng)護方面：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁澆筑成型之后，必須針對混凝土的結(jié)構(gòu)特點，采取必要的養(yǎng)護措施，這樣才能夠保證其質(zhì)量，防止裂縫問題的產(chǎn)生。如果不能及時而有效的對梁體進行養(yǎng)護，梁體表面的水分會迅速蒸發(fā)，形成表面裂縫。此外，如果對其梁體的溫度控制不到位，梁體內(nèi)外溫差過大也會引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫。

4、其他方面：

如設(shè)計因素、參數(shù)計算、日常維護、應(yīng)力變化等。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁梁體裂縫的防護措施

在高度重視梁體裂縫的同時，針對可能引發(fā)梁體的裂縫的諸多因素，我們將采取以下措施進行防護：

1、加強施工用原材料的質(zhì)量控制：

（1）在滿足設(shè)計要求、保證混凝土強度的前提下，盡可能選用低水化熱的水泥。與此同時，優(yōu)化混凝土配合比，選取較低的水泥用量和較小的水膠比，以降低水泥凝結(jié)硬化過程中的水化熱。

（2）按相關(guān)要求對進場原材料進行存放，以免水泥受潮變質(zhì)、粗細骨料竄料，影響混凝土拌合物的性能。

（3）嚴格執(zhí)行原材料進場檢驗報驗程序，避免將未經(jīng)檢測或者不合格的原材料用以混凝土拌和。

2、規(guī)范梁體施工工藝：

（1）結(jié)合混凝土試拌，確定拌合物拌和時間。一般以兩分鐘為宜，過長或過短都會影響拌合物的和易性。

（2）結(jié)合原材料特別是粗細骨料的含水率，對拌合物的水灰比進行嚴格控制。與此同時，可以考慮摻入適量的添加劑改善拌合物的性能。

（3）選取合適的時間段進行梁體澆筑，一般多選用一天溫度較低的時段。

（4）結(jié)合首件方案及施工經(jīng)驗，對混凝土進行合理而均勻的布料。

（5）控制振搗器的移動間距和作用半徑，振搗的時間以混凝土停止下沉，表面平坦泛漿為宜。

3、加強成品養(yǎng)護：

梁體澆筑成型后，應(yīng)在收漿完成后立即進行養(yǎng)護。可以通過覆蓋草簾、土工布，灑水或自動噴淋等方式進行養(yǎng)護，在保證梁體表面濕潤的同時降低梁體內(nèi)外溫差。

4、加強施工管理：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的梁體裂縫，也可能是由于梁體自身的施工設(shè)計不到位引起的。這就要求設(shè)計人員在梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，加強預(yù)防裂縫的相關(guān)設(shè)計。結(jié)合施工場地的實際情況，針對裂縫出現(xiàn)的原因，嚴格控制設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，確保設(shè)計方案的科學(xué)性、可行性和有效性。設(shè)計結(jié)束之后，還應(yīng)對圖紙進行審查，尤其是預(yù)防裂縫方面設(shè)計的審查，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以改進，盡可能防止梁體裂縫的發(fā)生。

結(jié)束語

綜上所述，在我國道路橋梁施工建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力混凝土土箱梁作為一種重要的結(jié)構(gòu)形式，能夠有效的提高道路橋梁的剛度和承載力，積極推動我國道路橋梁的施工建設(shè)和道路交通事業(yè)的發(fā)展。在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁建設(shè)過程中，裂縫問題是最為常見的問題，造成裂縫問題的原因也是多方面的，包括施工原材料、施工工藝和成品的養(yǎng)護等。這就要求相關(guān)部門在施工的過程中，加強對裂縫形成因素的控制，做好裂縫預(yù)防工作，切實提高預(yù)應(yīng)力力混凝土箱梁的質(zhì)量。