預制梁板裂縫產生原因及預防措施

席 文 斌

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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預制梁板裂縫產生原因及預防措施

席 文 斌

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

從預制、預應力張拉、存梁、安裝、使用五個階段，分析了梁板裂縫的產生原因，并探討了預防梁板裂縫產生的措施，提出了梁板裂縫常用的補救方法，從而保證橋梁預制梁板的質量。

預制梁板，梁板裂縫，預應力，承載力

隨著經濟的快速發展，公路運輸車輛數量激增和大噸位車輛得到了快速發展，車輛的重復荷載以及超限車輛對橋梁梁板極易造成損害，而最大的病害就是梁板裂縫，因此對橋梁梁板的施工及維護提出了更高的要求。

1 梁板裂縫產生的原因及預防措施

梁板裂縫在預制、預應力張拉、安裝、存梁、使用五個階段都有可能產生裂縫，其產生原因及防治措施各有不同。

1)沉降裂縫、干縮裂縫、外力裂縫是預制階段裂縫產生的主要表現形式。

a.沉降裂縫產生的主要原因有地基土質松軟不勻、回填土不實、浸水、凍融等造成地基承載力不夠，底座不均勻下沉、斷裂造成的梁體豎向裂縫，此類裂縫多為貫穿性裂縫。

要預防沉降裂縫，底座必須有足夠的承載能力，預制場地宜選擇在平整、堅實、排水良好的原狀地基上；對達不到承載力要求的軟弱地基，必須進行換填處理；在凍土上建預制場必須把最大凍深范圍內的凍土進行換填處理,因為土層凍結產生體積膨脹，融化使土層變軟產生沉陷；預制場設在填方路段時，應對場地分層碾壓密實，臺座基礎應進行加固。

b.干縮裂縫產生的主要原因有原材料、施工操作、養護不當等致使混凝土變形不同，產生較大拉應力而產生裂縫。水泥安定性不合格使混凝土在凝結硬化過程中產生不均勻的體積變化而產生裂縫；混凝土澆筑時，漏振、過振或振搗棒抽拔過快均可造成混凝土密度不均勻，造成凝結硬化過程中體積變化不同而產生裂縫；高溫或大風天氣下，由于養護不及時使混凝土表面水分蒸發過快造成體積急劇收縮而產生裂縫；采用蒸汽養生時如果溫度急劇變化，會使內外變形不同產生應力而裂縫。

要預防干縮裂縫，水泥宜選用中低熱、安定性合格的水泥，并盡可能減少水泥用量；混凝土澆筑振搗時要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振；夏季混凝土澆筑時應注意澆搗溫度，宜在一天中氣溫較低時進行；澆筑完要及時覆蓋養生，減少高溫或大風造成的表面水分損失；蒸汽養生時養生棚內濕度維持在90%左右，養生溫度控制在50 ℃以下；嚴格控制升溫和減溫速度，升降溫速度不大于10 ℃/h，開棚時應選在當天氣溫較高時進行并盡量減少開棚次數和時間。

c.外力裂縫一般是由于模板拆除過早、現場模板拆除不當，其強度無法抵御自身重力或其他外力而產生的裂縫。

要預防外力裂縫，應注意模板設計加工合理，便于拆除；模板拆除時間應根據結構物的特點、模板部位和混凝土所應達到的強度要求決定，一般非承重模板應在混凝土抗壓強度達到2.5 MPa，且能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時方可拆除，芯模應在混凝土強度能保證其表面不發生塌陷或裂縫現象時方可拆除；嚴防機械碰傷損害。

2)應力變形裂縫、凍脹裂縫、沉降裂縫是預應力張拉階段裂縫產生的主要表現形式。

a.應力變形裂縫產生的主要原因有混凝土不密實或錨下配筋少,張拉時錨下局部壓力過大，梁端混凝土無法抵抗其壓力時，混凝土就會裂縫；張拉順序與預應力分階段施加比例不當，造成混凝土局部受力變形過大，當局部拉應力大于混凝土抗拉強度時混凝土就會產生裂縫。預應力張拉裂縫預防措施主要有：張拉時混凝土強度不低于設計強度等級值的80%；預應力張拉設備在使用前應進行校正、檢驗和標定，保證施加張拉力的計量準確；錨下混凝土振搗密實，按設計要求配置鋼筋，嚴格控制張拉順序與張拉力，并對稱、緩慢、均勻地進行張拉。

b.凍脹裂縫產生的主要原因是壓漿時溫度過低導致漿液凍脹，或壓漿漿液泌水率不符合要求，致使孔道內存有積水，當孔道內氣溫低于水的凝固點時，水結冰體積膨脹，使孔壁受力而裂縫，這種裂縫也可發生在存梁和使用階段。凍脹裂縫的預防措施主要是壓漿宜采用專用壓漿，劑配置的漿液進行壓漿，泌水率和自由膨脹率必須符合要求，壓漿過程中及壓漿后48 h內，混凝土溫度或環境溫度低于5 ℃時應采取保溫措施。

c.沉降裂縫產生的主要原因是施加預應力時，整個梁體的質量由均勻分布于底座上的均布荷載逐漸轉移為支撐于兩端的集中荷載，當梁端地基承載力不能滿足要求而下沉時，梁板就會產生裂縫。要預防沉降裂縫應根據地基處理情況，確定底座端部基礎擴大的長度、面積，以滿足梁板張拉起拱后基礎兩端的承載力要求。

3)存梁階段裂縫產生的主要原因是地基承載力不夠，存放堆梁埂產生不均勻沉降，導致梁板發生側翻而裂縫。

存梁階段預防裂縫的措施主要有存放堆梁埂應堅固穩定，高出地面20 cm；存梁水平分層堆放時，堆放的層數應根據梁板的強度、堆梁埂的承載力、墊木強度以及已堆梁板的穩定性而定，T梁、箱梁不宜超過兩層，空心板最多不宜超過三層；T梁應采用方木支撐或使用特制的鋼支撐架撐于翼板根部。

4)施工車輛荷載破壞是安裝階段裂縫產生的主要原因：當梁板安裝還未進行現澆橫梁、鉸縫、橋面板施工前處于簡支狀態，受到荷載時結構內力分布不均勻，容易產生較大變形，抵抗荷載的能力弱；尤其是先簡支后連續梁板，在體系轉換前梁板還不能自由變形而產生額外的附加內力，如果混凝土運輸車、吊車等施工重型車輛在梁板上行駛，就會對梁體造成傷害而裂縫。

安裝階段裂縫產生的控制措施是橋面施工前及施工養護階段嚴格控制施工車輛，負彎矩預應力張拉和橋面板施工完及時完成體系轉換。

5)使用階段裂縫產生的主要原因有：超限車輛產生的重力超過橋梁的承重極限，就會破壞橋梁的內部結構，疲勞應力幅度過大，橋梁梁板就會裂縫；支座、伸縮縫因施工原因致使梁在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，不能自由變形而產生額外的附加內力，一般表現為現澆橫梁時漏漿造成混凝土包裹支座、伸縮縫預留寬度不足。

預防使用階段裂縫產生的措施主要有嚴格控制超限車輛；施工過程嚴格控制支座安裝質量和梁板安裝伸縮縫預留寬度。

2 梁板裂縫的補救方法

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力,因此裂縫要及時處理，以保證橋梁的安全使用。裂縫的補救要根據裂縫的性質和具體情況區別對待，采用合理的方法進行補救處理。

梁板裂縫的補救方法主要有：1)已穩定未超限且對結構承載力沒有影響的裂縫可以采用環氧樹脂膠封閉，也可以采用涂刷水泥漿、瀝青、油漆等，預制階段的干縮裂縫一般可以采用這種方法進行補救處理。2)已穩定未超限、有漏水現象且對結構承載力沒有影響的裂縫可以采用表面粘貼玻璃纖維布的方法進行補救處理。3)對結構整體性有影響的超限裂縫或有防滲要求的裂縫可以采用壓力注漿法灌注環氧樹脂膠封閉裂縫，也可以采用壓注水泥漿、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料進行封閉,凍脹裂縫、應力裂縫和使用階段產生的裂縫一般可以采用這種方法進行補救處理。4)梁板混凝土損壞嚴重可以采用環氧樹脂混凝土進行置換，也可以采用膨脹混凝土或其他聚合物、改性聚合物混凝土進行置換,張拉時錨墊板處混凝土開裂以及其他外力裂縫可以采用這種方法進行補救處理。

3 結語

在沒有外力破壞的情況下，混凝土本身的強度逐步增加，而由于施工環境和使用功能的要求，梁板的裂縫是普遍存在的，它可以降低梁板的承載能力和耐久性，既然裂縫的出現不可避免，我們就要采用合理的方法預防裂縫的出現和發展，進行補救處理，保證橋梁預制梁板構件的安全，盡可能延長其使用壽命。

[1] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 交通運輸部公路局.高速公路施工標準化技術指南(第四分冊橋梁工程)[Z].

Prefabricated girder cracking causes and preventing measures

Xi Wenbin

(ShanxiHighway&Bridge2ndEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

Starting from five phases of prefabrication, prestress tension, girder storage, installation and utilization, the paper analyzes girder cracking causes, explores measures of preventing girder cracks, and puts forward common girder cracking remedy methods, so as to guarantee bridge fabricated girder quality.

prefabricated girder, girder cracks, prestress, bearing capacity

1009-6825(2016)32-0202-02

2016-09-06

席文斌(1971- )，男，工程師

U445.71

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