淺談預應力箱梁梁體裂縫成因分析及防護措施

張鑫

【摘 要】隨著國民經濟的提升和現代建設的發展，道路交通運輸行業也迎來了前所未有的機遇，其中公路橋梁作為道路運輸工程的重要組成部分，其質量要求也成為了施工建設的關注焦點。預應力箱梁是現階段道路橋梁施工設計中經常用到的結構形式，能夠起到增加橋梁承載力、提高穩固程度等作用。但是由于預應力箱梁結構復雜，極易出現梁體裂縫現象，給道路橋梁的使用安全帶來了不利影響。文章針對梁體裂縫問題展開分析，并提出了幾點優化措施。

【關鍵詞】公路橋梁；預應力箱梁；梁體裂縫；問題與措施

1 預應力箱梁的簡述

箱梁，是橋梁修建過程中經常用到的一種梁，由于其內部為空心狀，上部兩側有翼緣，外形看起來類似箱子而得名。應用于道路橋梁修建的箱梁種類較多，從使用面積上劃分，基本可以將箱梁分為兩大類：單箱和多箱。預應力箱梁就是指在箱梁上面外加一個預應力，以此來減小甚至是抵消箱梁本身重量所產生的荷載，從而實現增強箱梁負載力的效果。通常情況下，預應力箱梁的建設施工分為先張法和后張法。其中先張法的施工操作是在箱梁混凝土建筑之前，對箱梁內部的鋼絞線進行事先張拉；后張法反之。從整個橋梁施工過程看，預應力箱梁在橋梁整體結構中承擔著主受力作用。所以預應力箱梁施工質量的高低、施工技術的強弱以及施工材料的選用都直接影響著整個橋梁的整體功能使用。這就要求在橋梁修建之前，首先要做好預應力箱梁的詳細規劃和科學施工分配，并在工程竣工后定期做好梁體的檢查維護工作，以此保證整個橋梁結構的安全。

2 預應力箱梁梁體裂縫的裂縫類型和成因分析

2.1 預應力箱梁梁體裂縫的常見類型

（1）邊跨斜裂縫。通常來說，該種類型的出現部位多集中在梁體的支座及其附近區域，斜裂縫的傾斜角度約為45°。

（2）邊跨水平裂縫。大多數邊跨水平裂縫的出現區域主要集中在橋梁邊端的支座附近以及腹板的上半部分。

（3）中跨斜裂縫。這種裂縫多發于梁體的中間位置，并且分布具有一定的規律性，裂縫傾斜角在45°-50°之間。

（4）中跨水平裂縫。與上面的邊跨水平裂縫基本類似，但是出現位置不同，該裂縫重要集中在橋梁中端區域。

（5）邊跨的水平裂縫和斜裂縫一起出現。這種情況多發生與水平裂縫靠近腹板上邊緣部分，此外也有少部分情況會出現在腹板的下邊緣。

（6）中跨的水平裂縫和斜裂縫同時出現。與第五種類型形似，主要區別在于出現位置的不同。

2.2 腹板斜裂縫出現的原因分析

在對發生腹板斜裂縫的橋梁進行具體分析時發現，出現該種類型裂縫的主要原因是在箱梁混凝土填充的過程中，對箱梁內部的鋼絞線張拉力度過大，超出了其規定的最大張拉范圍，從而使得梁體出現裂縫。此外，橋梁的預應力受力分析工作不到位也是導致腹板斜裂縫出現的主要原因之一。受力分析不明確，沒有考慮到梁體的所用受力情況，受力分析計算不準確，箱梁本身的荷載力與外部預應力的計算失誤，或公式運用不恰當，都會給梁體的受力分析與計算出現失誤，也就不能科學正確的指導梁體施工。

2.3 底板縱向裂縫分析

在進行相應的底板縱向裂縫的分析的過程之中，要充分的考慮到設計的合理性，并從相應的底板縱向裂縫的形成的機理方面進行仔細的分析研究，保證對裂縫進行的研究具有著相應的合理性。有關分析表明，在內部之中的預應力所使用的橋梁之中，這些所進行修建所使用的那些材料，在連續箱梁在施工方案之中，必須要到達設計的方案合理，所使用的施工工藝之中，也一定要符合質量控制的實際要求，務必要保證所使用的施工工藝和所使用的施工材料符合實際的需要。

除此之外，所使用的橋梁的修建材料的配合比的具體情況、所進行設計的坍落度一定要滿足的設計的實際質量要求的情況下，引起的底板縱向裂縫的主要原因主要集中在以下兩個方面：第一個方面是溫度應力因素，具體的來說，溫度應力因素所引發的裂縫的具體的產生情況是因為在進行建筑的過程之中，所存在的溫差情況所帶來的裂縫問題；第二個方面是預應力曲線徑向力因素，這一因素的主要機理是這一方面的預應力的存在會導致大橋上面存在著很多的不同方向的力，這些力共同作用在一起，導致大橋出現了底板縱向裂縫的實際情況，危及到了大橋的實際使用。

與此同時，在進行底板縱向裂縫的計算分析的過程之中，要嚴格的按照以下步驟進行計算，以便于保證得出來的相應數據能夠滿足實際的工作的需要：首先，在進行分析計算的過程之中，一定要保證確定計算參數的過程的準確性；其次，在進行計算所選擇的大橋的曲線徑向力的過程之中，嚴格的按照二次拋物線變化的實際要求，總結出其所使用的具體的方程結構。最終，根據所選擇的結果得出相應的結果。

3 預應力箱梁梁體裂縫的防護措施

3.1 嚴格控制材料質量，保證材料摻配比例

材料質量的高低直接決定了整個橋梁工程性能的好壞。首先，要根據前期制定的建筑施工設計和施工，選擇質量優良的建筑混凝土材料，并查看質量保證書和說明書，堅決杜絕使用“三無”產品。其次，在材料入場入庫之后，要做好保存地點的環境控制工作，以陰涼、通風、干燥為宜，防止混凝土材料受潮凝結成塊，降低質量和使用性能。要注意保證各施工材料間的隔離距離，防止相互摻雜混合，發生化學作用。再次，在進行混凝土混合配比時，各摻配材料的比例要嚴格按照施工標準，務必確保最佳摻配比例，最大限度的保證混凝土的使用質量。尤其需要主要的是，如果施工材料的自身性質出現變化，如水泥板結成塊等，一定要及時更換，以防影響后期的工程施工質量。

3.2 規范施工工藝，完善施工細節

由于整個橋梁工程施工的材料主要為混凝土，在此主要介紹混凝土的施工工藝。首先是關于混凝土的制備工作，根據施工的執行標準，嚴格按照標準要求的比例進行配比，控制水灰的添加成分，如果對混凝土的強度或粘結度有特殊要求，可以根據具體情況添加干燥劑降低混凝土水分、添加塑化劑增強混凝土的可塑性等，在各種施工標準要求的摻雜物料都配置齊全之后，進行混凝土的均勻攪拌，時常控制在2分鐘作用，時間過短會導致各物料不能重復融合，混凝土的粘合程度不夠；時間過長會導致混凝土過于稀薄，施工后期的成型難度高，不利于橋梁施工。其次是混凝土的澆筑工作，要選取溫度相對適中的時段，以早上或下午為宜，既能防止溫度過低導致混凝土的迅速板結，又能避免溫度過高導致混凝土水分大量析出。最后，當橋梁施工竣工之后，還需要對混凝土梁體進行定期的檢查工作，做到及時養護，有效延長混凝土的使用年限。

3.3 強化施工管理，加強隊伍建設

首先要做好施工的宏觀調配和隊伍管理工作。具體來說，制定行之有效、科學合理的施工規劃和進度安排是實現工程建設的綱領性標準，對于后期建筑施工有指導意義。相關的責任領導要注意加強對施工隊伍以及施工質量的檢查監督工作，防止出現以次充好的施工問題。其次，定期開展施工隊伍的專業技能訓練和培訓工作，不斷豐富施工技能，提高施工質量。施工工人是橋梁建造過程中最具活力的因素，只有做好了“人”的工作，才能完成“橋”的工作。

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[責任編輯：楊玉潔]