謝煜

【摘 要】預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁具有完整性好、承載力大的優(yōu)點，因此，在橋梁建設(shè)中被廣泛的運(yùn)用，但隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁裂縫問題在實際的項目工程中日益暴露明顯，本文主要針對預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁在施工中常見的裂縫，并分析產(chǎn)生的原因，由此從材料、工藝等方面初步提出一些控制措施和注意事項。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制箱梁；施工控制；箱梁裂縫

前言：

在建設(shè)項目工程的施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁作為一種優(yōu)質(zhì)高效地成熟工藝，已被廣泛的應(yīng)用到鐵路橋梁施工中。但是在預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁的施工施工中或者使用階段，往往會出現(xiàn)各種不同性質(zhì)的裂縫問題，有的在施工時因為受到溫度的應(yīng)力、原材料的質(zhì)量以及施工的工藝等因素的影響，然而如何科學(xué)有效的加強(qiáng)預(yù)制箱梁裂縫的施工控制是當(dāng)前橋梁工程需要解決的關(guān)鍵問題。

一、常見的箱梁裂縫的形式

1.箱梁腹板收縮裂縫：大多發(fā)生在脫模2-3天內(nèi)，裂縫通常從上梁肋到下梁肋，整個腹板裂通，寬度一般都在0.2-0.4mm之間，施加預(yù)應(yīng)力后大多會閉合。這大多為混凝土收縮和溫差所致，如較低的外界溫度，混凝土混合料進(jìn)行預(yù)熱，使應(yīng)力分布不均造成。

2.箱梁底板裂縫：箱梁底板上發(fā)生不規(guī)則裂縫，由于梁摸受力性能與橫向不變形截面顯得有很大的不同，主要是由于腹板與底板受力不均造成。

3.梁端錨固處的裂縫：它通常發(fā)生在梁端或預(yù)應(yīng)力筋錨固處，裂縫比較短小，發(fā)生在梁端時多與鋼絲束方向一致，在錨固處時與梁縱軸多為30°—45°。隨著安裝使用，也會逐漸趨于穩(wěn)定。這主要是由于端部應(yīng)力集中，混凝土質(zhì)量不良所致。

4.箱梁彎曲裂縫：主要是由于混凝土的抗拉應(yīng)力不足導(dǎo)致的裂縫產(chǎn)生。彎曲裂縫一般都相對很小，結(jié)構(gòu)不受損傷，但在外荷反復(fù)作用下裂縫有可能會擴(kuò)大。

5.預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫：多在梁端第一、二節(jié)間的下緣側(cè)面及梁底，或腹板與下翼緣交界處，腹板處也有存在，裂縫一般處于最為的一排鋼絲束部位，寬度一般都在0.05-01mm之間。產(chǎn)生的主要原因是由于下翼緣受到過高的縱向壓力所致，保護(hù)層太薄或混凝土質(zhì)量不好。

二、箱梁裂縫產(chǎn)生的原因

1.箱梁混凝土中產(chǎn)生裂縫有很多種原因，高強(qiáng)混凝土由于其水泥用量大多在（350～500kg/m3），是普通混凝土的1.5～2倍。這樣在混凝土生成過程中由于水泥水化而引起的體積收縮即自縮就大于普通的混凝土，與普通混凝土相對，出現(xiàn)收縮裂縫的機(jī)率也相對較大?；炷劣不陂g水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，就會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但是表面的濕度可能產(chǎn)生的變化較大或者發(fā)生劇烈變化。若是養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，通常也會導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。

2.混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。

3.在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。在一般的設(shè)計中，都是要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只允許出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。設(shè)計時除了按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行主應(yīng)力計算以外，還需要對各種應(yīng)力，特別是局部應(yīng)力的可能分布狀態(tài)要有足夠的的定性分析以及進(jìn)行必要的定量分析。以便優(yōu)化調(diào)整箱梁截面尺寸，合理布置預(yù)應(yīng)力束；對預(yù)應(yīng)力鋼束錨固端兩側(cè)的危險截面應(yīng)加以驗算。布置適量的普通鋼筋，以進(jìn)一步提高箱梁結(jié)構(gòu)局部區(qū)域的抗裂性能，增加構(gòu)件的局部強(qiáng)度，取用合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

三、裂縫的預(yù)防措施

1.嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)。進(jìn)場材料必須經(jīng)嚴(yán)格檢驗后方能使用，采用單摻粉煤灰或者雙慘粉煤灰加礦粉的方式，減少水泥用量，水泥初凝時間必須大于45分鐘。細(xì)集料使用級配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)Mx應(yīng)在2.6-3.0范圍，含泥量小于2%。粗骨料使用質(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%。嚴(yán)格控制水灰比，保證水的用量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

2.混凝土拌和：細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理摻加減水劑。混凝土拌和時間控制在2min，不能過短，也不能過長。攪拌時間短混合料不均勻，時間過長，會破壞材料的結(jié)構(gòu)。保證混凝土的均勻性，嚴(yán)格控制加水量，經(jīng)常檢測混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。

3.混凝土的澆注：混凝土的澆注工作，應(yīng)該選擇一天中溫度較低的時候進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗時，移動間距則不應(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，不在冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動邊徐徐提出振動棒，避免過振，造成混凝土離析?；炷烈謱訚仓?，一般分層厚度為30cm，即每層厚度應(yīng)在振搗深度范圍內(nèi)。相鄰兩層的澆筑時間是在下層混凝土初凝前要完成上層混凝土的澆筑，只有這樣才有利于形成一個整體?；炷翝仓r要防止入?；炷磷矒裟０搴弯摻?，防止混凝土離析、損壞模板和鋼筋移位，防止模板產(chǎn)生過大的變形，造成混凝開裂。

4.混凝土養(yǎng)護(hù)：不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)護(hù)都是較為關(guān)鍵的。一般的待混凝土脫模之后，才開始灑水養(yǎng)護(hù)的方法是錯誤的。應(yīng)該在混凝土完成澆注收漿后，盡快將土工布覆蓋以及進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程中產(chǎn)生很大的熱量，混凝土澆注完成后必須在側(cè)模外噴水散熱，以免混凝土由于溫度過高，體積膨脹過大，在冷卻后體積收縮過大產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)時間不能少于兩周。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此，混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時期，在施工中應(yīng)切實重視起來。

5.內(nèi)模：內(nèi)模在使用之前應(yīng)該經(jīng)過全面的檢查，不得存在焊接松動，銹蝕破壞，凹凸不平整，致使頂面混凝土厚度不均勻開裂。因此，預(yù)制之前檢查芯模是否完好就顯得格外重要。混凝土在初凝后，模板不能受到振動，預(yù)埋和外露鋼筋不能受力?；炷翉?qiáng)度未達(dá)2.5Mpa前，不能承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架等任何荷載。

結(jié)束語：針對上述預(yù)制箱梁易出現(xiàn)的裂縫通病，在施工過程中采取相應(yīng)措施，以有效的提高箱梁的預(yù)制質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁是橋梁的承重結(jié)構(gòu)，因此，在預(yù)制過程之前，一定要制定出施工工藝規(guī)程，對所有參與施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底。掌握關(guān)鍵工序的技術(shù)要點，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢測各項指標(biāo)，對重點部位采取合理的處理措施加以解決，以進(jìn)一步減少出現(xiàn)裂縫的隱患，提高混凝土箱梁預(yù)制質(zhì)量。

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