探討橋梁工程中預應力箱梁裂縫成因分析及防治措施

摘要：結合多年的實際工作經驗，介紹了后張預應力箱梁裂縫產生的原因及預防措施，最后，通過具體實例，敘述了裂縫處理的加固方法及工藝。僅供相關技術人員參考。

關鍵詞：后張力 箱梁 裂縫 防治措施

0 引言

橋梁工程中，預應力箱梁經常出現開裂現象，嚴重威脅工程質量，分析裂縫的成因并研究預防裂縫產生的措施，以確保箱梁結構安全質量合格，是當前工程技術人員刻不容緩的技術難題之一。本文針對裂縫的成因進行了初步分析及探討，從而提出了相關的預防及防治措施，以供類似工程施工參考。

1 裂縫產生的原因及預防措施

1.1 裂縫產生的原因 一種是荷載引起的叫受力性裂縫；另一種是由于外界環境的變化所產生的裂縫，叫非受力性的裂縫。受力性裂縫產生的原因主要是支架地基壓實度不夠或底模支架不牢固，在荷載作用下，產生沉降，引起底模不均勻變形，當變形受到約束時，在構件內部產生次應力，而混凝土早期強度較低，預應力筋并未參與受力，則使混凝土產生過高的抗拉強度，從而引起混凝土的開裂。

非受力裂縫產生的主要原因是溫度等外界環境變化導致的，養生及時與否等原因造成的。對于產生混凝土裂縫的因素是多方面的，對直接原因和間接原因要分析準確，否則會收到事倍功半的效果，內因主要是混凝土收縮造成的，因此，對于裂縫不僅要把握其主要因素，而且還要考慮到其他相關因素。

1.2 防止預應力混凝土裂縫的措施

1.2.1 改善混凝土材料的性能，調整水泥用量，選用連續集配碎石、中砂，采用低水灰比，降低砂率，適量摻加高效外加劑。

1.2.2 混凝土澆注的控制和養生。混凝土澆注控制坍落度、配合比，保證梁體強度均勻，澆注速度不宜過慢，在模板強度允許的情況下，盡可能減小混凝土的坍落度，減小水泥用量，延長混凝土的初凝時間，使底模沉降完成在混凝土初凝之前，盡可能提高混凝土的澆注速度，并分層分段澆注振搗。混凝土澆注后要盡可能早的進行覆蓋和養生。覆蓋要采用保水性材料(例如土工布)，在養生期間要保持覆蓋物的濕潤。

1.3 加強底模支撐系統的牢固性 支架地基的處理一定要徹底，一定要避免地基局部密實度過小而產生沉降，地基土要選擇透水性較好的材料，支架地基的標高要高于原地表標高，原地表土土質較差時，必要時要進行換填。同時支架地基四周要做好排水溝，防止雨水浸泡地基。支架一定要牢固，并且要對底模進行整幅預壓，預壓重量不得小于梁體自重的80％(經驗數據)，并對預壓前后沉降較大的部位查找原因，進行處理，嚴禁用木支架，主要是難以控制沉降。

1.4 預應力筋孔道的特殊處理 通過以往的施工經驗來看，預應力筋孔道壓漿后，水泥漿泌水，由于多種原因，水不能完全被吸收，少量水長時間存留于管道中，冬季氣溫在0℃以下，產生凍漲，在箱梁混凝土表面產生裂縫。這種情況下，排水是關鍵。根據預應力管道的設計，在管道相對低處設置排水管道，待排水完畢，封閉管道。

2 裂縫處理的加固方法及工藝

2.1 修補裂縫的方法 修補裂縫的方法很多，歸納起來主要有開槽法、低壓注漿法、表面覆蓋法三大類。

2.1.1 開槽法適用于裂縫寬度大于0.5 mm的混凝土裂縫修補，材料的配合比為：環氧樹脂：聚硫橡膠：水泥：砂=10：3：12.5：28。

2.1.2 低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補，修補工序如下：裂縫清理一試漏一配制注漿液一壓力注漿一二次注漿一清理表面。

2.1.3 表面覆蓋法修補裂縫適用于微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)，在其表面上涂膜，以達到修補混凝土微細裂縫的目的。

2.2 裂縫處理的工藝

2.2.1 裂縫的檢查及標注 ①對于裂縫寬度<0.2mm，采用聚合物水泥表面封閉法，聚合物水泥是在加固專用的改性環氧漿液配出后加入50g 525#水泥攪拌均勻而成，封閉后要考慮梁體表面的美觀。②對于裂縫寬度≥0.2 mm，采用灌注混凝土裂縫修補膠液封閉裂縫法，將裂縫修補膠液壓注入結構物內部裂縫中去，以達到封閉裂縫，恢復并提高結構強度、耐久性和抗滲性的目的，使混凝土構件恢復整體性。

2.2.2 鉆孔在裂縫表面進行騎縫鉆孔，以此作為灌漿導向孔，沿裂縫走向鉆孔。孔深5cm，孔徑8 mm，孔距35cm，凡裂縫交叉處應在交叉地方鉆孔，在鉆孔過程中應嚴禁傷及波紋管。

2.2.3 清孔及裂縫表面處理所有孔眼必須使用高壓空氣吹洗干凈，使其不讓灰渣阻塞，之后沿裂縫從上而下將兩邊3cm～4cm范圍內的灰塵、浮漿用小錘、手鏟、鋼刷、砂紙、毛刷依次處理干凈，將構件表面整平，鑿除突出部分，然后用丙酮擦洗，清除裂縫周圍的油污，清洗時應注意不要將裂縫堵塞。

2.2.4 粘貼灌漿嘴及裂縫表面封閉①粘貼灌漿嘴。灌漿嘴底盤的鐵銹必須除凈，并用丙酮擦洗干凈，然后將專用膠泥均勻的抹在底盤周圍，厚度1mm～2mm，與孔眼對準粘貼在裂縫上，灌漿嘴的間距根據縫長及裂縫的寬度以3.5cm～4.0cm為宜，一般寬縫可稀，窄縫宜密。每一道裂縫至少須各有一個進漿孔的排氣孔。注意灌漿孔眼必須對中保證導流暢通，灌漿嘴應粘貼牢靠，四周抹成魚脊狀進行封閉。②裂縫表面封閉。為使混凝土縫隙完全充滿漿液，并保持壓力，同時又保證漿液不大量外滲，必須對已處理過的裂縫表面(除孔眼及嘴子外)用聚合物水泥砂漿漿液沿裂縫走向從上至下均勻涂刷兩遍進行封閉(寬度6cm～8cm)，并在上面分段緊密貼上一層玻璃絲布(寬度5cm～7cm)形成封閉帶。

2.2.5壓氣實驗封閉帶硬化后，需進行壓氣實驗，以檢查封閉帶是否封嚴，壓縮氣體通過灌漿嘴，氣壓控制在0.2Mpa～0.4MPa，此時，在封閉帶上及灌漿嘴周圍可涂上肥皂水，如發現通氣后封閉帶上有泡沫出現，說明該部位漏氣，對漏氣部位可再次封閉。試氣對于豎向縫可從下向上，水平向縫由低端向高端進行。

2.2.6 灌漿操作①灌注裂縫采用空氣泵壓注法，壓漿罐與灌漿嘴用聚氯乙烯高壓透明管相連接，連接要嚴密，不能漏氣。②在灌漿過程中應注意控制壓力，裂縫寬度較大的，如果進漿通暢時，壓力宜控制在0.2MPa；如果裂縫進漿不暢，可把泵壓控制在0.4MPa。③灌注的次序：對于水平裂縫宜由低端逐漸壓向高端；對于豎向腹板裂縫，由下向上逐漸壓注；從一端開始壓漿后，另一端的灌漿嘴在排出裂縫內的氣體后噴出漿液與壓入的漿液濃度相同時，可停止壓漿，在保持壓力下封堵灌漿嘴。

3 工程實例

江西白羊大橋橋梁全長576m，橋跨結構為預應力后張法箱梁，5跨為1聯，共150m。施工時采用2次澆注，即箱梁底板和腹板為第一次，箱梁頂板和翼緣板為第二次。此種澆注方法，在彎矩為零、剪力最大處，箱梁頂板出現裂縫。經分析為受力裂縫，采用開槽填補法處理了裂縫。后來改為3次澆注，將箱梁頂板分為2次澆注，在墩頂處1/5跨范圍內做頂板第二次澆注，從而避免了裂縫。在本座橋梁施工中產生裂縫的原因是多方面的，一是混凝土材料中沒有摻加高效緩凝劑；二是澆注順序同樣影響裂縫的產生；三是澆注速度直接影響裂縫的產生。

4 結論

裂縫是預應力箱梁的重大質量問題，引起裂縫的因素很多，也很復雜，主要包括受力和非受力兩因素。在工程施工中，只要認真分析每一個可能導致裂縫的因素，并采取相應的預防措施，預應力箱梁的施工裂縫就可以得到有效的控制。

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