摘要：在橋梁建設(shè)和使用過程中，因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌的現(xiàn)象屢見不鮮。為了進一步加強對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文通過對橫山中橋預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板裂縫產(chǎn)生的原因進行分析、總結(jié)，以方便設(shè)計、施工找出控制裂縫的可行辦法，達到防范于未然的作用。 

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板裂縫 

　　 一、工程概況

　　松陽縣50省道改建工程建設(shè)項目全長22.38公里，全線采用雙向四車道一級公路標準，設(shè)計速度80Km/h，整體式路基寬度24.5m。其中橫山中橋，橋孔為3×13m預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板，全橋一聯(lián)，總長58m。設(shè)計荷載：公路Ⅰ級，下部構(gòu)造為柱式墩、樁基礎(chǔ)，樁基為嵌巖樁，橋臺為u型橋臺，擴大基礎(chǔ)。 

　　橫山中橋空心板，為后張法鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，跨徑13m，板梁高60cm，寬124cm；空心板的梁頂、底板厚度均為12cm，肋板厚度為23cm；空心板鋼絞線選用標準強度fpk=1860Mpa，混凝土強度為C50； 

　　二、先簡支后連續(xù)施工 

　　1先簡支后連續(xù)梁橋的設(shè)計特點 

　　在簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋中由簡支狀態(tài)轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁狀態(tài)的常見方法有以下幾種： 

　　1）將主梁內(nèi)的普通鋼筋在墩頂連續(xù)。該方法簡單易行，缺點是墩頂負彎矩區(qū)域常常出現(xiàn)橫向裂縫，影響橋梁的持久使用，增加維護費用。 

　　2）在主梁內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束在墩頂采用特殊的連接器進行連接，該方法效果很好，但是施工難度太大。 

　　3）在墩頂兩側(cè)一定范圍內(nèi)的主梁上部布設(shè)局部預(yù)應(yīng)力鋼束來實現(xiàn)。該方法簡單可行，同時克服了負彎矩處開裂的問題。 

　　橫山中橋跨徑13m，采用的第一種設(shè)計 

　　2先簡支后連續(xù)梁橋的施工工序 

　　1）先預(yù)制空心梁板，待混凝土達到設(shè)計強度的90%且滿足養(yǎng)護時間后，張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束，壓注水泥漿并及時清理空心板梁底板通氣孔。 

　　圖1張拉主梁頂板預(yù)應(yīng)力后彎矩圖 

　　2）設(shè)置臨時支座并安裝好永久支座，逐孔安裝主梁，置于臨時支座上層簡支狀態(tài)，及時連接橋面鋼板及端橫隔梁鋼筋。 

　　圖2簡支狀態(tài)自重作用下彎矩圖 

　　3）連接連續(xù)接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，接頭施工完成后，澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，澆筑完成后拆除一聯(lián)內(nèi)的臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換。 

　　圖3體系轉(zhuǎn)換后頂板彎矩圖 

　　4）現(xiàn)澆調(diào)平層混凝土，噴灑防水層，進行護欄、橋面鋪裝施工及伸縮縫安裝。 

　　圖4使用階段不計預(yù)應(yīng)力彎矩包絡(luò)圖 

　　三、裂縫分布情況 

　　根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，在已預(yù)制好的29片梁板中4片出現(xiàn)裂縫，其中邊梁1片，中梁3片。裂縫梁的位置基本都在梁跨端附近，在梁板頂面，裂縫多發(fā)的位置在箍筋處，裂縫長度長不一，大約10～130cm，縫寬為0.05～1mm，沿截面高度呈上寬下窄狀，部分深度在1cm之內(nèi)，個別多達8cm，距離端部2m范圍內(nèi)。裂縫情況如下所示： 

　　梁體編號 裂縫類型 裂縫形式 長度cm 寬度mm 澆筑日期 澆筑溫度 

　　1-2 非結(jié)構(gòu)裂縫 貫通縱縫 30～126 0.8～1 2012.07.14 27～38℃ 

　　3-13 非結(jié)構(gòu)裂縫 斷續(xù)縱縫 10～30 0.05～0.2 2012.07.24 25～35℃ 

　　1-4 非結(jié)構(gòu)裂縫 斷續(xù)縱縫 10～30 0.05～0.2 2012.08.05 26～37℃ 

　　1-9 非結(jié)構(gòu)裂縫 端部橫縫 80 0.05～0.2 2012.08.10 25～35℃ 

　　四、裂縫成因分析 

　　一般來說，裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，混凝土裂縫可分兩類，即結(jié)構(gòu)裂縫和非結(jié)構(gòu)裂縫。本橋空心板頂板出現(xiàn)的若干條裂縫，對于該裂縫的產(chǎn)生一般是由于結(jié)構(gòu)橫向拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強度而導(dǎo)致開裂，而在整個施工過程中，結(jié)構(gòu)并無行車荷載，針對裂縫寬度，高度，深度，及分布區(qū)域，結(jié)合施工方案和設(shè)計圖紙以及施工情況綜合分析，對該裂縫的產(chǎn)生提出以下幾點原因： 

　　1橫山中橋在先簡支后連續(xù)施工工藝中采用2.5m長，間距為10cm直徑為25的普通鋼筋在墩頂處連續(xù)。在空心板達到設(shè)計強度的90%以上進行張拉時，由于垂直于預(yù)應(yīng)力鋼筋方向的“劈裂拉應(yīng)力”而引起裂縫出現(xiàn)。此外，端頭部分鋼筋密集程度很高，在混凝土澆筑工程中很容易由于振搗不充分而導(dǎo)致混凝土不密實，張拉時混凝土強度偏低，以及張拉力超過規(guī)定等，都會容易產(chǎn)生橫向裂縫。 

　　2水泥采用虎山P.052.5，經(jīng)檢驗符合規(guī)范要求，水泥用量：459kg/m3，坍落度值為100～130mm.設(shè)計配合比：水泥：碎石（大/�。�：砂：水：外加劑=1：1.51/1.01：1.36：0.37：0.009。.在混凝土施工時，由于偏于保守，水泥用量超過高限，由于水泥用量的增加使混凝土凝結(jié)收縮量大，造成表面裂縫。 

　　3施工因素。施工不當也會產(chǎn)生裂縫，如安排在高溫天氣澆筑混凝土等，其裂縫分布部位、方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。根據(jù)施工原始記載，發(fā)生裂縫的預(yù)應(yīng)力空心板，澆筑氣溫均在32℃以上。在如此高的氣溫條件下，拌和、運輸及澆筑由水化熱較高的P.052.5普通硅酸鹽水泥配置的混凝土，如不采取降溫措施，極易產(chǎn)生外界高溫熱量向混凝土倒灌的現(xiàn)象，使混凝土溫度過高。當混凝土降溫收縮時，全部或部分受到臺座的約束，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力，進而導(dǎo)致嚴重的降溫收縮裂縫。 

　　4混凝土養(yǎng)生：現(xiàn)場操作往往是等混凝土脫模后才開始養(yǎng)生，空心梁頂面裸露在大氣中，夏季氣溫高，加快了水分的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。 

　　5其他因素�；炷�土拌和時，如果水泥和骨料溫度過高，加之水泥水化熱會使混凝土拌和物溫度增高，在冷卻硬化過程中會使溫差收縮加大，導(dǎo)致開裂。由于溫度變化引起的裂縫，結(jié)構(gòu)隨著溫度的變化受到約束時，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度，混凝土便開裂，即產(chǎn)生溫度裂縫。 　　

     五、裂縫處理措施 

　　裂縫的修補方法要根據(jù)裂縫的形式、大小、產(chǎn)生的原因和結(jié)構(gòu)受力情況及使用要求綜合制定，常用的裂縫處理方式如下： 

　　1表面修補法：此法適用于對承載力無影響，裂縫寬度小于0.3mm的表面裂縫。包括表面涂抹水泥砂漿，表面涂環(huán)氧樹脂膠泥和貼玻璃布、碳纖維布、表面鑿槽嵌補。 

　　2內(nèi)部修補法：此法用壓力泵把膠結(jié)材料壓入裂縫中，結(jié)硬后起補縫作用。適用于裂縫寬度較大，對結(jié)構(gòu)整體性有影響，有防水、防滲要求的裂縫修補。 

　　3結(jié)構(gòu)加固法：此法適用于對梁板結(jié)構(gòu)的承載能力，整體性有較大影響的裂縫的修補。就是通過加大砼和鋼筋截面面積，并通過一些構(gòu)造措施，對原結(jié)構(gòu)進行加固補強。在原梁板的受拉區(qū)補加砼對被加的鋼筋起到粘結(jié)和保護作用，在受壓區(qū)澆砼，能增梁、板的有效高度，后加的部分能有效的發(fā)揮作用。 

　　根據(jù)橫山中橋現(xiàn)場梁板情況，采用以下處理方式： 

　　對小于0.3mm的裂縫，采用毛刷或鋼絲刷等工具清掃砼表面塵土，然后用棉絲蘸乙醇沿裂縫方向兩側(cè)20～30mm處擦洗干凈并保持干燥，用灌漿盒或灌漿嘴將環(huán)氧樹脂漿液對裂縫部位灌入填充密實。 

　　對大于0.3mm的裂縫，采用沿裂縫用鋼釬或風(fēng)鎬鑿成“V”形槽，槽寬與槽深根據(jù)裂縫深度和有利于封縫來確定，鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈，用灌漿盒或灌漿嘴將環(huán)氧樹脂漿液對裂縫部位灌入填充密實。封縫采用環(huán)氧樹脂膠泥，先在裂縫兩側(cè)（寬20～30mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm左右、寬20～30mm的環(huán)氧樹脂膠泥。 

　　六、施工注意事項及改進措施 

　　1原材料把關(guān) 

　　按質(zhì)量要求，嚴格進行選料，對不符合要求的砂、碎石和水泥不許進場，對含泥量較大的骨料要求用水沖洗；嚴禁使用過期和不同標號的水泥，盡量采用發(fā)熱量和收縮量較小的礦渣低水化熱水泥。進場材料必須經(jīng)嚴格檢驗后方能使用，對高標號混凝土使用高標號水泥，減少水泥用量，水泥安定性合格且初凝時間必須大于45min。細集料使用級配良好的中砂，細度模數(shù)Mx應(yīng)大于2.6，含泥量小于3%.粗集料使用質(zhì)地堅硬、級配良好的碎石，含泥量小于1%，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%。 

　　2配合比控制 

　　施工中應(yīng)嚴格控制混凝土配合比，測定集料含水量，針對不同的氣溫條件及時調(diào)整施工配合比，控制好坍落度，保證出槽混凝土具有良好的和易性，避免因配合比控制不嚴，使含水量過大，以至在采用整體鋼模時水分無法排出而導(dǎo)致水泡，影響梁體質(zhì)量和美觀。在施工過程中，加強對混凝土的施工管理，確保配料準確和合理的攪拌時間，定期校驗各種稱量儀器，保證原材料用量準確。 

　　3施工階段控制 

　　（1）澆筑前模板制作方面：側(cè)模，根據(jù)梁體結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計，在滿足幾何尺寸的前提下，盡量減少直角連接，減少應(yīng)力集中點；模板表面打磨光滑，減小摩阻力。制梁臺座：制梁臺座表面盡量光滑，摩阻力小。制梁臺座表面可鋪設(shè)表面光滑的材料，如水磨石、鋼板、膠合板等。 

　�。�2）澆筑時及澆筑后：在施工過程中，控制好混凝土的澆注時間和澆筑時的溫度，安排在早、晚或溫度低的時候進行混凝土澆注并及時掩護，并用塑料布進行覆蓋，經(jīng)常保持混凝土濕潤，從而防止溫度裂縫的產(chǎn)生。 

　�。�3）施工采用插人式振搗器振搗時，移動間距不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5倍，對每一振搗部位必須振動到混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動邊徐徐提出振動棒，避免過振，造成混凝士離析，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。 

　　七、結(jié)束語 

　　造成橋梁出現(xiàn)裂縫的原因是多種多樣，必須提高施工管理人員的素質(zhì)和技術(shù)水平，同時必須要求施工管理人員放開思想，消除偏見，客觀公正地充分發(fā)表意見，對每個質(zhì)量事故原因所在進行細致分析。 

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件是允許帶裂縫工作的，問題不在于有無裂縫，而在于出現(xiàn)什么樣的裂縫。當橋梁發(fā)生開裂現(xiàn)象后，應(yīng)從設(shè)計、施工及其使用狀況等各方面進行細致地調(diào)查測試及詳盡地分析，找出開裂的主要原因，分析裂縫的性質(zhì)，預(yù)料其對結(jié)構(gòu)的危害性，判斷其需要修補或加固的緊迫性，最后采取合理、有效、經(jīng)濟的修補加固措施，使橋梁損傷尚在輕微時期就能得到修補，保證其正常地使用。經(jīng)常開展質(zhì)量檢查活動，提高施工管理人員的分析能力和工程質(zhì)量隱患的預(yù)見能力。對已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問題研究分析，找出質(zhì)量問題的根本原因，采取最優(yōu)化的補救措施；對經(jīng)常會出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，采取預(yù)防。 

　　參考文獻 

　　【1】王鐵夢，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制[J].混凝土2000年05期 

　　【2】謝兆行，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁開裂原因分析及加固措施[J].廣東建材.2009年03期 

　　【3】GB14040-93預(yù)應(yīng)力混凝土空心板.國家技術(shù)監(jiān)督局.1993年