預應力混凝土箱型結構裂縫分析

安兆輝， 魏振和

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

預應力混凝土箱型結構中裂縫現象很普遍。裂縫直接影響結構的耐久性，不管何種原因產生的裂縫，都應引起工程建設人員的重視,把裂縫作為主要通病之一進行綜合防治，減少和避免裂縫現象的出現。

1 裂縫情況分析

裂縫是混凝土結構的普遍現象,一類是由外荷載引起的,也稱結構性裂縫，指結構承載力可能不足或存在嚴重問題；另一類是由變形引起的，也稱非結構性裂縫，指變形得不到滿足，在構件內部產生自應力，當該自應力超過混凝土允許應力時，引起混凝土開裂。在上述兩類裂縫中，變形裂縫約占80%。引起該類裂縫的原因主要有:

1）混凝土澆筑后處于塑性階段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發而產生裂縫。

2）混凝土凝固過程中因收縮而產生裂縫。

3）由于溫度變化產生的裂縫，結構隨著溫度變化而受到約束時，在混凝土內部產生應力，當此應力超過混凝土抗裂強度，混凝土便開裂，即產生溫度裂縫。

4）對拆模考慮不周產生裂縫。預應力工程施工周期長，整體拆模時間較普通結構遲，為提高周轉材料的利用率，減少施工投入，常采用主次模板體系分開支設的辦法，在符合普通混凝土結構拆模的條件后,可在預應力張拉前拆除非預應力構件的模板及支撐。對預應力大梁，也常采用早拆模板方法施工，根據跨度情況，在適當位置處，保留若干支撐點模板與支撐不拆而拆除其余部位的模板與支撐。采用這種方法施工時，必須對保留支撐進行驗算和加固。對保留支撐而言，即使立桿和梁底模沒有拆除和松動，整體排架和牽杠的拆除，也會影響保留支撐的剛度和穩定性，降低承載力，故應進行必要的加固。

5）施工不當產生裂縫。從裂縫情況看，裂縫分布部位、分布方向、出現時間具有一定的規律性。裂縫分部在跨中,只有腹板開裂，且兩面對稱，時間一般為拆模后兩天左右。如果施工方案合理，施工工藝符合質量控制要求，混凝土配合比、坍落度滿足要求，而現場施工溫度在25℃以上，那么裂縫的主要原因是因溫度應力引起的。溫度應力包括內約束應力和外約束應力。內約束應力是指結構內部某一構件單元，在非線性溫差作用下纖維間溫度不同，引起的應變不同而受到約束引起的應力;外約束應力是指結構內部各構件因溫度不同產生變形而受到結構外部超靜定約束,無法實現自用變形引起的應力。

2 防止裂縫產生及措施

1）因為混凝土質量引起的非結構裂縫，可以通過以下措施防止:控制及改善水灰比、減少砂率、增加骨料用量、嚴格控制塌落度、混凝土凝固時間不宜過短、下料不宜過快、高溫季節注意采取緩凝措施、避免水分劇烈蒸發、混凝土振搗密實、改善現場混凝土施工工藝，同時還應注意混凝土的施工防雨、養護及保溫工作。

2）因溫度應力引起的非結構裂縫，可以通過配置足夠的溫度應力鋼筋、增加結構的安全儲備等措施來防止裂縫的產生（如在腹板加縱向鋼筋）；同時在施工時，應盡量選擇溫度低的時間澆筑（利用早、晚進行施工）。熱天澆筑混凝土時，應降低水溫拌制，選用水化熱小和收縮小的水灰比，合理使用減水劑，加強振搗以減少水化熱。

3）在施工中對預應力混凝土T梁裂縫的控制方案和已出現裂縫的處理辦法如下:①在腹板處兩面對稱增加通長縱向應力鋼筋，根數為原設計的一倍；②控制好混凝土的澆筑時間和澆筑時的溫度,安排早、晚或溫度低的時候進行澆筑；③及時養護，并用塑料布進行覆蓋，經常保持混凝土濕潤；④及時拆模、張拉。

如出現裂縫,可以用環氧樹脂配固化劑、丙酮以1:0.5:0.25的配合比調和進行修補，將裂縫周圍5cm內的混凝土用鋼刷刷干凈,用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂環氧樹脂，貼玻璃布，之后再涂環氧樹脂。玻璃布要求經5%濃度的純堿水煮沸脫脂，用清水洗凈并烘干，這種封閉處理，能保證日后運營過程中梁體內鋼筋不受大氣腐蝕,提高結構使用壽命。

通過以上的控制方案和防處治措施,在以后的T梁預制過程中沒有出現裂縫,并且對裂縫的處置也不影響梁體的正常使用。

3 小結

預應力混凝土箱型結構的裂縫很常見,但可避免或減少，關鍵是在設計時認真驗算，合理配置構造鋼筋或預應力筋，對易出現裂縫的部位，通過施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數量,減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發展，使裂縫不至于對結構產生危害，保證結構的正常使用。