橋梁工程預應力空心板裂縫原因分析及控制

摘 要：作為橋梁的主要承重構件，預應力混凝土空心板的質量直接決定著整個橋梁工程的質量，而混凝土表面出現裂縫則是橋梁工程最常見和頻繁出現的原因，因此做好橋梁工程預應力混凝土空心板的原因分析和控制就顯得尤為重要。文章在從混凝土材料本身的性質、設計方面的因素、施工方面的因素等多個方面論述橋梁工程預應力空心板裂縫成因的基礎上，提出了相應的預防措施。

關鍵詞：預應力空心板；橋梁工程；裂縫

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0138-02

橋梁主要承重構件就是預應力混凝土空心板，其質量直接關乎整個橋梁工程的質量。然而，橋梁工程中最容易出現和最常見的問題就是預應力空心板的混凝土表面出現裂縫。在實際的工程中可以發現裂縫主要有微觀裂縫和宏觀裂縫，其中宏觀裂縫是指寬度在0.05 m以上的裂縫，而微觀裂縫則是混泥土本身所固有的、肉眼不可視的裂縫。雖然混凝土表面的裂縫并不足以影響預應力空心板的正常使用，然而其由于會增加混凝土的滲透性，造成混凝土表面大量暴露而導致混凝土的過早老化，從而致使混凝土的強度降低而導致混凝土的使用壽命降低。本文分析了預應力混凝土空心板出現裂縫的原因，并提出了相應的對策。

1 預應力空心板裂縫形成的原因

一般來說，預應力空心板裂縫形成的原因主要包括混凝土材料問題、前期設計問題和后期施工的問題。

1.1 混凝土材料

1.1.1 收縮裂縫

毫無疑問的是，混凝土的干燥過程是從表面開始的，而后從表面直達而逐步擴展內部的，由此這就使混凝土內部的含水量呈一個梯度分布，這造成的一個直接后果就是表面水分減少而收縮大且迅速，而在混凝土的內部則呈不均勻的收縮分布，由此就導致混凝土的表面承受來自混凝土收縮而產生的向內的拉力，而與之相反的則是其內部承受壓力。混凝土表面產生的拉力受到混凝土收縮的速度和其含水量的影響，隨著速度的增加和含水量的減少，一旦達到一個程度的時候在，混凝土表面所產生的拉力導致混凝土本身的抗體強度無法承受而出現了收縮裂縫。在此，可以發現收縮裂縫的出現主要是由于混凝土干燥過程的物理性質而導致的。

1.1.2 溫度裂縫

由于水泥的水化會導致放熱，陽光照射則會產生溫度升高，夜間太陽輻射減少則會導致溫度的減低，正是因為上述原因所出現的溫度變化導致混凝土發生改變。眾所周知的是熱脹冷縮，對于混凝土而言，這一原理同樣也適用。因此，一旦溫度升高的時候，混凝土的則會發生膨脹，一旦溫度降低則會發生收縮，這種熱脹冷縮所產生的溫度應力直接影響混凝土的抗拉強度。溫度應力在混凝土的抗體強度之內則是安全的，而一旦超過了混凝土抗拉強度則會出現裂縫，這種裂縫就稱之為溫度裂縫。由此觀之，溫度裂縫顧名思義就是由溫度變化而引起的裂縫。

1.1.3 徐變作用

所謂徐變則是物體在荷載作用下，其變形情況隨著時間增長而增加，而荷載的大小則基本對其沒有影響?；炷猎陂L期應力的作用下而導致徐變隨著時間的增長而持續增長。據相關研究指出，混凝土的徐變一般是在1個月之后完成一半作用的徐變，而在接下來的兩年時間里則可以基本完成徐變。然而，較大的徐變會導致預應力空心板的構件出現彎矩而增加預應力空心板的剪應力，最后就會出現裂縫。

1.2 設計問題

1.2.1 設計計算階段

在設計計算階段的主要問題包括以下幾個問題：結構計算沒有計算或者計算不完整；計算模型不合理；荷載出現少算或者漏算，沒有正確估量地震和臺風等特殊載荷；次應力作用忽略；結構物的沉降差異的計算錯誤；無法正確的計算構建斷面的尺寸，由此造成鋼筋用量不足。上述設計計算階段的錯誤都有可能造成預應力混凝土空心板出現裂縫。

1.2.2 混凝土的配合比例問題

混凝土的主要是由水泥、水、粗骨料等組合而成的，各個組成部分之間有著嚴格的比例限制，一旦配合比例出現問題則會造成裂縫的產生。如水泥過量則導致混凝土的凝結收縮量增加而易出現表面裂縫。水灰比例過大則造成粗骨料沉降而致使水分上升的離析現象出現。

1.3 施工問題

1.3.1 混凝土拌和澆筑問題

主要就是在攪拌的時候攪拌不均勻或者攪拌時間過長；攪拌之后沒有及時澆筑，澆筑時間間隔過長；澆筑順序不嚴格按照標準；振搗不實，坍落度過大、骨料下沉、泌水等問題的出現；在接縫的地方，沒有采取合理工序。

1.3.2 內模膠囊問題

混凝土澆筑過程中所產生的浮力作用于膠囊之內，膠囊沒有可靠固定則會致使內膜膠囊上浮而造成裂縫的出現。

1.3.3 抽拔膠囊問題

由于養護溫度和混凝土的質量直接影響抽拔膠囊，所以要根據實際情況做好測算。一旦抽拔過早則出現“粘皮”現象，從而影響混凝澆筑的質量而出現裂縫。

1.3.4 混凝土養護問題

混凝土在進行拆模之后還要及時進行養護，養護不合理則會造成干縮裂縫的形成。此外，外界溫度過低的時候，保溫材料的覆蓋也非常容易造成裂縫的出現。

1.3.5 預應力管道在施工放線過程中的問題

在施工放線過程中，預應力管道放置不準確則很容易造成管道局部粗糙甚至彎折現象，從而導致彎折處的徑向力的突變。此外，定位鋼筋間距增加也容易導致預應力管道出現彎沉和起伏。

2 裂縫的控制

2.1 裂縫的控制處理

2.1.1 表面修補法

表面修補法主要是在打毛和清洗的混凝土的表面上填入油灰狀樹脂之后再鋪設薄膜。如果只是為了防水則可以在混凝土的表面涂刷瀝青。表面修補發的效果和優點是顯著易見的，其可以有效的修補裂縫，從而保持構件表面的美觀和延長使用壽命，但是該法只適用于較窄的裂縫。

2.2.2 充填法

充填法則比較適合于裂縫較大的修補，其操作流程主要是將混凝土的表面給鑿開之后，將槽內碎片、雜物清楚，然后再填充入樹脂砂漿材料、水泥砂漿或瀝青等材料都可以，在填充料硬化之后則使用相關工具將其磨光即可。

2.2.3 注入法

注入法首先是在裂縫的地方先安置一注入用管，而在裂縫周圍則采取表面處理法固定，之后使用電動泵或手動泵將低粘度環氧樹脂注入即可。注入比較適用于寬度小且深的裂縫，據相關研究指出，在裂縫寬度大于0.2 mm的時候，注入法能獲得最大的效果。

2.2 裂縫的預防處理

2.2.1 原材料的質量把關

原材料的質量直接影響著裂縫的形成，因此要選擇優質的原材料，相應的混凝土則要選用相應的水泥。一般來說作為細集料的中砂，其Mx要大于2.6，含泥量則要低于2%。在粗骨料的選擇上，則以質地堅硬、級配良好的碎石為宜。一般來說碎石的壓碎值以低于12%、針片狀顆粒含量小于5%為宜。

2.2.2 控制混凝土的混合比例

施工要嚴格按照合理的設計配比進行施工配比，加強對水灰比的控制，視情況使用塑化劑和減水劑。

2.2.3 混凝土的攪拌和澆筑

由于混凝土攪拌的時間長或者短都會影響材料的結構，進而導致混凝土裂縫的出現。因此，在攪拌的時候要特別注意攪拌的時間。一般來說，混凝土攪拌的最佳時間為2 min。混凝土的攪拌之時，要密切關注混凝土的坍落度，嚴格監控用水量。在攪拌完了之后，要及時對混凝土進行澆筑。在澆筑時則選擇溫度較低的時刻一次性澆筑完為宜。一般而言，采取插入式振搗器施工則要特別注意振搗器的移動間距，一般以作用半徑的1.5倍為宜。

2.2.4 混凝土養護

混凝土的養護對預防裂縫的作用是非常大的，因為前文所言的收縮裂縫和溫度裂縫其實在很大程度上就是由于混凝土的養護不到味。因此，可以歡聚說說，混凝土養護的好壞則在很大程度上決定著裂縫出現的次數?；炷翝仓諠{之后要立刻采取相關措施確?；炷勘砻姹３衷跐駶櫍饕愿采w和灑水養護為主。對于水泥水化過程出現的熱量，可以在側模外撒水以降低溫度。

3 結 語

綜上可知，在分析橋梁工程預應力空心板裂縫成因的基礎上，積極采取相關補救措施，定能確保預應力空心板的質量，從而保證整個橋梁工程的質量。文章已經指出原材料的選擇、設計和施工的問題而導致裂縫的出現，因此在預防預應力空心板出現裂縫的時候要對癥下藥，積極采取有效的措施確保預應力空心板的質量。這不僅可以提高產品的質量，也可以提高企業的聲譽，進而促使企業獲得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1] 吳振江，彭向榮，樓莊鴻.淺析鋼筋混凝土橋梁裂縫成因與防治[J].寧夏科技，2011，（4）：142-143.

[2] 聞雷，谷殿福.預應力混凝土空心板裂縫分析與防治[J].黑龍江交通科技，2008，（8）：154-156.

[3] 顏日輝，田春鵬.預應力空心板梁裂縫成因分析及處理[J].河北建筑工程學院學報，2010，（5）：121-123.

[4] 何傳時，陳廣斌.現澆預應力連續空心板梁底橫向裂縫原因分析及預防[J].中國公路，2012，（8）：189-192.

[5] 趙河，李海軍，李軍.高速公路橋梁中的空心板裂縫原因分析實例[J].河北建筑工程學院學報，2011，（1）：123-126.