公路橋梁預制箱梁端頭裂縫成因及治理技術

劉煥利

中鐵九局集團第七工程有限公司 遼寧沈陽 110000

在箱梁預制過程中，預制箱梁端頭裂縫的出現是普遍存在的，要避免和減少這種狀況，就必須科學分析裂縫出現的原因，并采取科學合理的預防措施，常見的混凝土箱梁裂縫成因主要有沉降收縮、塑性收縮、溫度變化、混凝土配比不合理以及養護工作未落實到位等，針對具體施工情境下可能產生的裂縫進行一對一的防治，制定科學的裂縫預防方案．

1 公路橋梁預制箱梁端頭裂縫成因

1.1 塑性收縮裂縫

完成澆筑作業后，由于混凝土尚未達到凝固狀態，在與空氣接觸后形成塑性收縮裂縫，與混凝土表面失水過快有關。從發生時間來看，塑性收縮裂縫主要集中在干熱天氣或是現場風力等級較高的天氣，形態方面具有中間寬、兩端細長的特點，不同因素作用后的裂縫長度存在差異，最大可達到2-3m。

1.2 沉降收縮裂縫

施工現場地基土質條件欠佳，存在分布不均、穩定性不足、大范圍積水等問題，或與施工所用模板剛度偏低等因素有關。沉降收縮裂縫的影響深度較大，通常為貫穿性裂縫，大規模沉降裂縫易伴有較明顯的錯位現象，因沉降量大導致所產生的縫寬隨之加大，主要集中在0．3-0．4mm，溫度雖會對其造成影響但程度極為微弱。

1.3 溫度裂縫

大體積混凝土施工中更易產生溫度裂縫，由于混合料內外部溫差存在較明顯的差異而導致。結束澆筑作業后，混合料將經過硬化階段，期間水泥發生水化熱現象，受大體積混凝土規模偏大的影響，內部溫度聚集且在短時間內難以向外散發，混凝土表面因其與空氣接觸面積大加之風力等因素的作用而快速降溫，由此形成明顯的內外部溫差，發生熱脹冷縮現象后，混凝土表面所具備的拉應力上升至較高的水平，超出材料抗拉強度極限后最終將形成裂縫。

2 治理技術

2.1 嚴格把控混凝土配比環節

①要提升混凝土配比設計方案的合理性。盡量使用低熱水泥，最大限度降低水泥用量，必須確保混凝土配比原材料的質量，尤其是骨料的質量，對于泥土含量偏高的骨料必須進行水洗之后才能使用。②要優化配比的工序，盡量在溫度適宜的條件下開展配比工作，在澆筑混凝土之前必須檢查各方面的條件是否具備，并嚴格按照施工程序進行。③必須確保模板結構的科學性，尤其是非連續端底部模板的設計必須合理，這樣才能最大限度降低裂縫出現的幾率[1]。

2.2 適當采取預防沉降、塑性收縮以及溫度變化的措施

對于土質不均勻的地方來說，在進行地基施工的過程中應做好預防不均勻沉降的措施，如夯實土層、采用剛度達標的鋼筋等。對于新澆注的預制混凝土箱梁來說，必須對其表面含水量進行實時監測，一旦發現水分散失較大，應及時灑水，這樣就能有效預防塑性收縮裂縫的出現。對溫度變化的控制是重中之重，當遇到氣溫較低的情況時，應采用可行的方法對模型進行加熱，盡量采用蒸汽加熱，確保模型的溫度大于或等于10℃。

2.3 施工工藝上的質量控制

（1）波紋管定位筋要準確，箱梁梁端處波紋管定位時應稍向內側偏移5mm，直線段管道坐標必須嚴格按照設計圖紙進行定位，可制作坐標控制標尺固定在箱梁鋼筋胎架上。混凝土澆筑后，張拉宜采用自動化智能張拉設備，預應力張拉必須雙控，應力和伸長量同時應在受控范圍。

（2）澆筑順序應由一端澆筑至距離另外一端4-5m時，返回澆筑，避免端頭細集料堆積過多的現象。

（3）振搗方式及時間。底腹板混凝土采用以高頻振搗器為主，插入式振搗方式為輔組合進行。高頻振動器的布置腹板兩側分別對稱安裝上下兩排8個振動器，3個為一組，呈直角三角形分部。

3 公路橋梁預制箱梁施工質量控制策略

3.1 加強施工準備工作

施工時，在鋼筋加工廠旁邊設置預制梁場，預制梁場分為兩個部分：預制箱梁場及預制空心板梁場，預制箱梁場長和寬分別為190m、35m，設作業生產區（規格為110m×35m）、存梁區（規格為110m×35m）。作業生產區需要設置19個臺座，按縱向布置，控制相鄰兩臺座之間的距離為5．0m。存梁區需要設置3條存梁埂。預制場需要設置1臺大龍門，用于梁體的起吊，1臺小龍門，用于澆筑砼、立模和拆模。大龍門及小龍門公用軌道兩條[2]。

預制空心板梁場長為152，寬為30m，同樣也設置作業生產區（規格為86×30m）、存梁區（規格為66×30m），作業生產區規需設置8個張拉臺座，存梁區需設置三條存梁埂。

除了以上內容，在預制場還需要設置噴淋養護系統、養護池以及沉淀池，其中養護池和沉淀池設置的位置為預制場加工區與存梁區之間，預制場需要應用的主管為暗埋式φ50mm橡膠軟管，在箱梁臺座中間設置水泵開關，應用軟管將水從供水支管運輸到各梁體位置，設置噴頭，相鄰噴頭的距離為1m。通過箱梁四周的排水溝回收養護水，通過沉淀可以循環利用，保障施工企業經濟效益[3]。

3.2 波紋管預埋質量控制

在安裝波紋管道的過程中，施工技術人員應該注意，根據波紋管類型控制波紋管道安裝質量。不管是正式施工前，還是施工過程中，技術人員都應該仔細的核查鋼筋網定位的準確性，確定上一位置，就可以對結構鋼筋進行電焊施工處理。

4 結語

預應力箱梁梁端腹板裂縫問題應以預防為主，再好的處理方法也不可能恢復到混凝土原狀。作為設計方；針對受拉、受彎應力集中的部位應優化設計，合理布置梁端構造鋼筋和張拉預應力管道坐標；作為施工方，必須做好前期預制場籌建、原材料的準備等工作，嚴把混凝土質量關，盡可能地降低裂縫的產生,通過對裂縫采取有效的處治，使混凝土預制箱梁恢復結構的整體受力特性，進而延續結構的耐久使用。目前很多設計單位也在嘗試通過預應力混凝土T梁、鋼混組合梁來進行施工。