預應力混凝土箱梁橋腹板施工裂縫成因與對策

邱麗燕，李金平

(贛州市公路管理局信豐分局)

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預應力混凝土箱梁橋腹板施工裂縫成因與對策

邱麗燕，李金平

(贛州市公路管理局信豐分局)

分析導致預應力混凝土箱梁橋腹板施工出現裂縫的原因，根據該原因研究了相關對策，提出合理建議。

預應力混凝土；橋梁施工；腹板裂縫

1 預應力張拉過程的應力監測

1.1 傳感器的布置

在張拉過程中，為了更好的觀察腹板內的應力變化狀況，施工人員在澆灌混凝土前，要預估出會發生裂縫狀態的具體位置，同時還需要建立四個光纖鋼筋應變計，并與預應力鋼束保持垂直的狀態，另外還要建立一個光纖溫度傳感器，目的是方便對其做溫度上的補償。

1.2 預應力張拉與監測

在混凝土澆灌完成后，如果混凝土的強度符合設計強度的一半以上就可以對其進行預應力的施加，同時預應力的全部鋼束都運用的是張拉應力與隱身量雙控的形式，并且在預應力張拉過程中，預應力張拉一側的槽口與錨下墊板都需要和預應力的鋼束保持相互垂直的狀態。其中，箱梁的腹板與頂板鋼束需要從一側進行張拉，底板的長束也是從一側進行張拉，而底板的短束則需要從兩端進行張拉。

2 裂縫的原因分析

2.1 設計因素

(1)箱梁設計規格不合理

在箱梁的設計過程中，如果沒有準確的計算方式，則可以按照T形梁的規格做相應的處理。不過在現實狀態下，箱型梁與T形梁之間還是存在差別的。如果T形梁在現實狀態中受力的狀況與力學的計算比較貼近，那么設計的主筋能發揮其應有的作用，并且橫向的承載力對T形梁的影響作用并不是很大。而箱型梁則不可以，橫向與縱向的承載力都對箱型梁起一定的影響作用，假如根據T形梁的實際規格來設計，則會出現裂縫的現象。

(2)非預應力鋼筋設置不足

在設計過程中，設計人員對預應力鋼筋的設計很注重，所以就忽略了對非預應力鋼筋的設計，并且安排的數量也不充足。如果預應力箱梁中縱向或橫向的預應力逐漸增大，則需要減少主拉的應力，如果箱梁中預應力的損耗超過一定限度，而由于缺少彎起鋼筋，就會造成箱梁橋腹板有裂縫出現。

(3)預應力鋼筋設計不合理

如果腹板的厚度不一樣，則給給主拉應力帶來不同程度的影響，如果施工時都采用相同厚度的腹板，那么橋梁底部的主拉應力就會增大，這種情況最能導致腹板出現裂縫，另外，如果腹板的厚度發生改變，一樣會影響橋梁的質量。因此，在設計腹板厚度時要盡可能的分析在腹板內部的主拉應力。同時，縱向預應力的鋼筋如果設計方案不合理，同樣會給主拉應力帶來影響，所以彎鋼筋束的設立與裂縫的出現是有關聯的。

(4)溫度的影響

如果在設定溫度時沒有相關資料，則設定的溫度差可以保持在+5 ℃，而且在箱梁的橋面上需要均勻分布。不過在現實狀況下，因為橋梁的截面高度會隨著橋梁的方向而發生轉變，如果還繼續按照設定的溫度差進行，就會給跨中的溫度梯度帶來相應的不穩定因素，因此溫差應力就會逐漸增大。

2.2 施工原因

在施工過程中，由于施工的不規范也會導致腹板出現裂縫，具體原因如下：

(1) 在安裝模板時，如果安裝位置不符合要求，就會在澆灌混凝土時產生變形現象，從而造成腹板的厚度沒有達到實際規格。(2)在設計預應力鋼筋張拉力的過程中，如果不根據規范標準進行操作，在安裝波紋管時，波紋管所處的位置難以與設計位置相一致，從而給腹板的內部作用力帶來影響。(3)灌漿過程中沒有按照設計的要求操作，甚至有些施工人員并沒有完成灌漿流程，大大降低了預應力的作用效果。(4)施工過程中由于地基不穩定，使橋梁的支架陷入地下，進而產生裂縫現象。(5)箱梁的骨架鋼筋太密集，導致混凝土的強度不足。(6)施工結束后，由于不注重管理和保養，使混凝土的強度喪失，從而出現裂縫。

2.3 應力松弛的原因

由于橋梁的使用年限過長，鋼筋的應力開始逐漸減小，再加上混凝土收縮嚴重，就會給箱梁的預應力帶來損害，因此腹板會產生不同程度的裂縫。

3 裂縫的對策分析

3.1 優化設計

目前，我國在設計橋梁的主拉應力值時安全性能還不夠規范，需要借鑒國外的相關設計。T形梁與箱型梁之間存在一定的差距，需要研究出更科學的計算方法。在研究溫度應力的過程中，需要運用實際橋梁觀測的方式進行分析，還可以根據我國及國外的設計標準進行操作。除此之外，對預應力鋼筋的設計，需對彎鋼筋束做合理的設置，對于縱向的預應力鋼筋需要用單排或者雙排交錯的方式進行。在設計非預應力鋼筋時，設計人員要嚴格按照標準來安排，從而協助預應力鋼筋。在對腹板還有混凝土的設計上，不僅要符合設計標準，還需要滿足相應的厚度與強度。

3.2 優化施工

在橋梁的施工過程中，為了避免腹板出現裂縫，首先需要嚴加管理，監督施工人員的施工過程，確保每一環節都符合設計標準。其次施工人員在澆灌混凝土過程中，需要觀察混凝土的緊密程度，嚴格按照澆灌的順序來掌握新舊混凝土的時間差，混凝土澆灌完成后，需做好后續的保養工作。再次，要檢查橋梁支架的穩固性，施工時需要做橋梁承載力的測驗，保證符合設計規格后才能開始使用。在混凝土的模板與橋梁支架的安裝過程中，需要按照相關規定進行操作，安裝的位置不能偏離設計標準，并確保安裝后的穩固性。所有的施工順序都需要按相關規定進行。最后，預應力的張拉也要符合設計標準，要保證孔道位置的準確性，實際的偏差不能超出規定范圍之外。

4 結 語

隨著我國車流量的與日俱增，導致橋梁承載壓力不斷增大，從而使橋梁的腹板出現裂縫現象，在一定程度下也會引發安全事故。所以，針對預應力混凝土箱梁橋腹板出現裂縫的問題，需要有關部門提高施工的監管力度與建設水平，確保預應力混凝土箱梁橋的安全性能，并延長其使用壽命。

[1] 汪建群.大跨預應力混凝土箱梁橋早期開裂和遠期下撓控制[D].湖南大學,2011.

[2] 彭留留.預應力混凝土箱梁橋裂縫及控制研究[D].西南交通大學,2011.

[3] 張建軍.預應力混凝土連續箱梁橋腹板裂縫分析研究[D].華南理工大學,2012.

2015-03-02

邱麗燕(1985-)，女，本科，研究方向：公路與橋梁。

U445

C

1008-3383(2015)11-0158-01