預應力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

李晶艷 / 江西景泰路橋工程有限公司

預應力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

李晶艷 / 江西景泰路橋工程有限公司

預應力橋梁砼裂紋成因具有其普遍性和特殊性，而且混凝土裂縫勢必會直接影響橋梁的整體質量和人們的出行安全。因此，施工企業必須加強預應力橋梁混凝土施工的全面重視。據此本文主要對預應力橋梁砼裂紋的成因進行了詳細分析，并提出了一些有效的防治措施。

預應力橋梁；砼裂紋；成因；防治措施

一、預應力橋梁砼裂紋的成因

（一）收縮裂紋

砼組成材料主要包括水泥、骨料、外加劑與摻合料，在對砼材料進行配比時一旦配比不準確就極易造成砼裂紋，在對砼的骨料進行添加時，如果骨料的質量不合格就會造成砼的強度降低，荷載力下降，進而導致裂紋問題。在對砼攪拌時如果水泥與水的配合比不準確，無論是水過多或過少都會造成砼收縮性的破壞，進而引發塑性式裂紋。在對砼添加外加劑時，如果外加劑或摻合料的類別質量出現問題就極易造成水、骨料與外加劑之間產生化學反應，進而引發砼裂紋問題。

（二）荷載裂紋

1.直接應力裂紋。直接應力裂紋是指在荷載作用下產生的直接應力而造成的裂紋。直接應力裂紋主要是由于沒有對施工設計進行合理的預算或是結構設計的剛性不夠，沒有對模型進行準確的計算，在工程施工過程中忽視了鑿槽、開動等，這些就會造成荷載發生變化，進而引起砼裂紋。

2.次應力裂紋。次應力裂紋是指在荷載作用下產生的次應力而造成的裂紋。次應力主要是因在預應力橋梁工程設計階段荷載預算出現了遺漏的現象，進而導致荷載預算不足，這時所產生的次應力砼根據就無法承受，這樣就極易產生砼裂紋，除此之外，當砼結構中出現開洞、設置牛腿或鑿槽，在使用常規計算法時就很難用準確圖式進行模擬計算，因此就會根據以往的經驗進行受力鋼筋的設置。對受力構件進行挖孔，力流會產生繞射現象，并集中在孔洞附近，進而產生很大的集中應力，在受力構件變形或砼結構轉角處就會產生砼裂紋。

（三）溫度裂紋

在對預應力橋梁進行施工中，外界的溫度變化也會影響到砼的裂紋。其中澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度與結構的散熱溫度都會影響到砼內部的溫度變化，外界氣溫越高，澆筑溫度也會越高，這樣就會加速砼內部水分的蒸發，從而導致砼出現裂紋，而外界氣溫如果出現晝夜溫差過大現象就會導致氣溫迅速上升或下降，就會出現溫度應力現象，這就極易容易引起砼的開裂。除此之外，外界的濕度也會引發砼的裂紋，當外界的濕度相對較低時就會引起砼的干縮，進而導致砼產生裂紋。

（四）沉降裂紋

在對預應力橋梁進行施工中經常會出現地基沉降的現象，一旦地基發生沉降就會產生砼裂紋，一方面，在塑性狀態下，砼基礎及支架會發生不均勻沉降，在砼結構局部變形或受到約束的情況下就會產生砼裂紋。另一方面，當出現大體積的砼時砼在重力作用下就會出現不同程度的下沉，這時水泥漿就會呈現出上浮趨勢，當砼下沉至一定的程度就會在鋼筋與模板的共同作用下而產生裂紋。

（五）預應力裂紋

沒有嚴格根據設計要求進行施工，砼強度尚未符合設計要求時張拉其預應力筋，在錨中局部根據泊松效應可知將產生橫向環狀拉應力而導致開裂，或底板中部縱向預應力的泊松效應及施工中預應力管道周圍砼不均勻收縮而導致底板橫橋向產生過大的拉應力而引發底板裂紋。焊接的預應力筋不合格，在張拉預應力筋過程中產生斷裂或預應力筋、錨具等設備質量不佳，張拉時突然破壞、斷裂，以及因過多油污導致預應力筋滑絲或預應力構件沒有進行脫模或預應力構件頂面沒有設置長縱向鋼筋，將其放張后使構件產生起拱及收縮，進而引發不同程度的裂紋。

二、預應力橋梁砼裂紋的防治措施

（一）混凝土材料選擇

在確保能夠滿足工程強度要求的基礎上，選擇使用較低CA/ SO、較低NaO和KO、較高CAF含量的水泥，以此有效減少收縮裂縫的發生。在選擇骨料時，應該選擇使用性質良好的顆粒級配、表面干凈、雜質含量較少的砂石，從而盡量減小孔隙率，促使其能夠和水泥漿相結合，并大大降低混凝土水化熱的作用，全面確保混凝土的耐久性和使用性能，盡量避免產生裂縫。在箱梁鋼筋密集的位置，適當添加減水劑，改善混凝土的和易性，并適當減慢初期水化熱的產生，以減少溫度裂縫發生，另外，還要適當添加密實劑，促使各層混凝土之間的連接完整，避免發生施工裂縫。配置混凝土應該以滿足混凝土的和易性、強度、耐久性、經濟性等要求為基礎，合理確定水泥、水、沙子、石子的用量比例關系，再加上外加劑的比例。在保證砼澆筑均勻和振搗密實的前提下，采用少許拌合水量、水灰比，較好的骨料級配，較小的坍落度，以及低拌合溫度，以此促進砼的干縮性的下降。

（二）混凝土澆筑

在澆筑連續箱梁時，采用從頂板下料，先澆筑底板，再澆筑腹板，最后澆筑頂板的順序進行澆筑，并采用不同坍落度加以控制。底板和頂板最好控制在14~16cm之間，腹板在需要控制在16~18cm之間。同時，還要注意兩邊對稱振動，嚴格控制振動時間。底板和頂板采用插入式振搗棒進行振搗加固，布點必須均勻，并進行逐步振搗，特備是錨頭的位置以及新舊混凝土接縫處的振搗，不能過振，也不能漏振，必須保證砼的質量，全面遏制裂縫發生。梁體頂板在澆筑后，需要進行二次收漿，并做抹面拉毛處理，避免發生沉陷裂縫。

（三）預應力施工

在預應力施工時，應該采取標定千斤頂油表、檢查錨具和鋼絞線的質量、控制張拉時混凝土的強度和彈性模量、使工作錨與錨墊板貼近、注意加載卸載手段、按照張拉順序施工等措施，嚴格控制預應力施工精度，避免受錨頭混凝土質量、錨下鋼筋及彈簧筋的布置等因素影響，以此減少預應力裂縫的發生幾率。

（四）后期養護處理

在混凝土澆筑結束后，需要采取混凝土表面澆水或覆蓋的方法，保障混凝土表面足夠濕潤，從而避免混凝土表面發生開裂。在施工過程中，嚴格按照設計圖紙施工，不能隨意進行設計變更。對于預應力橋梁的使用情況，也需要進行實時檢測，一旦發生問題，必須及時采取措施加以補救。在預應力橋梁發生裂縫后，需要及時采取應對措施進行彌補，以此避免造成不必要的人力、物力、財力損失。如果裂縫對預應力橋梁的承載能力沒有產生影響，那么在清潔裂縫表面之后，可以適當采取表面抹水泥砂漿、表面涂環氧膠泥或者聚乙烯泥、表面槽嵌補法等加以處理。如果裂縫對預應力橋梁的承載能力產生影響，可以采用內部修補法和結構加同法，處理裂縫。

三、結語

總而言之，預應力砼的抗裂性能良好，因此得以在各行業廣泛應用。在實際施工過程中，預應力砼將會產生許多類型的裂紋，以此對預應力橋梁的質量和使用壽命造成直接性的影響。預應力橋梁砼裂紋的問題十分復雜，和混凝土材料、預應力、澆筑施工等因素息息相關，這就需要施工企業必須加強對影響因素的重視，根據實際情況對造成砼裂紋的主要成因進行詳細分析，并及時制定有效的、完善的防治措施，從而嚴格控制預應力橋梁砼裂紋的發生，為人們的出行提供安全保障。

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[3]張志國.預應力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討[J].城市建設理論研究:電子版,2015,5(12).