淺談預應力箱梁梁體裂縫成因分析及防護措施

劉巨鵬

摘要：在進行預應力箱梁梁體裂縫成因分析及防護措施研究的過程之中，要充分的結合實際的橋梁的施工情況，并總結出要改進的區域。本文具體分析相應的橋梁在施工過程中存在的問題，并對橋梁在后續的使用過程之中出現的裂縫問題進行了分類總結處理，有效的找尋出了影響橋梁使用質量的具體因素，最終總結出了相應的改進措施。

關鍵詞：預應力箱梁；梁體裂縫；成因因；防護措施

前言

在經濟發展的帶動下，我國的交通運輸行業得到了飛速進步，各種公路橋梁工程不斷涌現，也使得人們對于橋梁的質量提出了更高的要求。預應力箱梁是當前橋梁設計施工中一種常用的結構形式。但是，在使用過程中，由于各方面的原因，其梁體時常會出現裂縫，影響橋梁整體的使用壽命和使用安全，因此，做好裂縫的分析和防護，是橋梁建設部門需要重點研究的問題。

1 預應力箱梁的簡述

1.1 箱梁

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。

1.2 梁體裂縫類型

一般情況下，所選的預應力連續箱梁的裂縫分布大致可分為六種情況，在下文之中，將具體的將這六種裂縫呈現出來：（1）邊跨斜裂縫，一般情況下，出現這種情況的主要區域集中在所選擇觀察的支座附近，斜裂縫的傾角為450角左右。（2）邊跨水平裂縫，一般情況下，出現這種情況的主要區域集中在的邊端支座附近、腹板的上緣。（3）中跨斜裂縫，一般情況下，出現這種情況的主要區域集中在的支座附近，這種類型所出現的斜裂縫的傾角為450角左右。（4）中跨水平裂縫，一般情況下，出現這種情況的主要區域集中在上面的1/4～3/4跨之間。（5）邊跨的水平裂縫、斜裂縫同時發生，一般情況下，出現的水平裂縫靠近腹板上緣，還有少數情況在腹板的下緣也有水平裂縫產生。（6）中跨的水平裂縫、斜裂縫同時發生，一般情況下，上出現的水平裂縫靠近腹板上緣，除此之外，裂縫少數情況在腹板的下緣也有水平裂縫存在。

2 預應力箱梁梁體裂縫成因

以某橋梁工程項目為例，對預應力箱梁梁體裂縫進行分析，并對其防護措施進行討論和闡述。

2.1 工程概況

某高速公路橋梁全長412m，屬于大跨度橋梁，橋跨組合為6×35m+6×35m，橋面寬度約為26.4m，橋梁上部結構為預應力混凝土連續箱梁，下部結構為樁基礎，雙柱墩的形式，在對預應力箱梁進行施工的過程中，結合工程設計要求，采用了后張預應力技術，以保證施工質量，

2.2 裂縫成因

在混凝土澆筑完成后，于梁體發現部分沿連接筋豎向分布的裂縫，裂縫長度在40mm～120mm之間，寬度約為0.02mm～0.05mm，深約1～3mm，雖然不影響箱梁的整體強度和承載能力，但是如果不加處理，很可能在預應力張拉后導致裂縫發育，因此，需要對裂縫的成因進行分析，采取合理有效的防護措施。

（1）材料因素

原材料是影響工程施工質量的主要原因之一，在工程施工中，如果采用高強混凝土，由于水泥標號較高，用量較大，而其在凝結過程中，會產生相應的水化放熱現象，增大混凝土的最高溫升，在其他因素的影響下，可能會引發溫度收縮裂縫，同時，粗細集料的質量、混凝土配合比等因素都可能會引發箱體裂縫。

（2）工藝因素

首先，混凝土拌制，在對混凝土進行拌制時，如果拌合時間過短，或者混凝土水灰比過大，則會影響混凝土的均勻性，引發干縮裂縫，其次，混凝土澆筑，混凝土的澆筑過程中，必須保證振搗的均勻性和全面性，如果振搗不足，則會影響箱梁的整體施工質量，而如果振搗過量，則混凝土表面會出現粗細集料離析的現象，在靠近模板的位置，細集料集中，影響混凝土的均勻性和穩定性，然后，混凝土養護，在混凝土澆筑完成后，必須及時進行混凝土養護管理工作，以保證混凝土工程的強度和質量，而當前許多工程的混凝土養護往往都是在脫模后才開始，箱梁的頂面長期暴露在空氣中，如果氣溫過高，則會加快水分的蒸發，引發干縮裂縫。

（3）其他因素

除上述因素外，造成梁體裂縫的原因還有許多，如工程設計、參數計算、日常維護、應力變化等，以預應力松弛現象為例，在橋梁運營過程中，隨著運營時間的不斷增長，預應力鋼束會逐漸松弛，從而引發相應的裂縫。

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。尤其需要主要是，如果施工材料自身性質出現變化，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。

4 結語

綜上所述，在進行相應的預應力箱梁梁體裂縫成因分析及防護措施研究的過程之中，應當具體的結合實際的大橋施工以及大橋的應用情況之中所出現的問題，進行深刻的分析總結，并對大橋之中所出現的裂縫情況的具體的產生原因進行分析總結計算，找尋出引發這些問題的具體原因，以便于在后續的施工過程之中有針對性的解決，提升大橋的使用質量，保證人民群眾的生命安全。