預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施

肖鑫濤

中交二航局投資事業部

預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施

肖鑫濤

中交二航局投資事業部

城鄉經濟正在獲得迅速發展，面對新的形勢，各地交通業的整體規模也逐步在擴大。在現階段的路橋建設中，存在較大比例的預應力混凝土建筑物，其中典型就是連續箱梁的工藝與技術。然而經過較長的時間段后，預應力混凝土的建筑物很可能將會開裂，這種狀況實質上不利于保持橋梁或公路建筑物本身的穩定性；在情況嚴重時，裂縫現象還將會縮短路橋可以運用的年限。為此針對預應力混凝土的連續箱梁工藝措施而言，應當明確建筑裂縫的基本特征與成因；結合橋梁與公路施工的真實狀況，探求可行的防治措施。

預應力混凝土連續箱梁；裂縫分析；防治措施

1 引言

在現階段的橋梁建筑物中，預應力混凝土的連續箱梁應當屬于常見的技術類型。相比而言，這類建筑技術本身具備更好的穩定性與整體性，同時也表現為美觀的外部結構。從基本原理角度來講，連續箱梁的工藝技術并不會引發建筑本體的開裂現象[1]。然而在實踐中，某些建筑物存在較大可能出現開裂的不良現象，這種狀況在本質上縮短了橋梁或公路建筑的年限，同時也埋下了潛在的安全威脅。為了防控裂縫的出現，針對連續箱梁引發混凝土裂縫的根本原因應當予以深度探究；在此前提下，綜合運用適當的防控措施來避免開裂，保持建筑物本身的完整度。

2 探析裂縫根源

2.1 保護層劈裂導致的裂縫

從本質上講，針對混凝土施工有必要密切關注保護層本身的厚度，對此應當選擇適當的措施來防控裂縫出現。通常情況下，針對箱梁底板都應當設置保護層，對此如果沒有設計足夠的保護層厚度，那么二氧化碳或其他物質將會緩慢侵蝕保護層，以至于鋼筋表層受到了顯著的碳化作用，進而減損了混凝土本身的堿性程度。此外，混凝土保護層如果混入了較多氯化物，則表層氧化膜很可能受到減損。這是由于，混凝土含有特定比例的氧氣與水分；在這種狀況下，氧氣將會與鐵離子產生較強烈的反應，進而引發銹蝕的現象[2]。

2.2 傾斜狀的腹板裂痕

混凝土腹板經常表現為傾斜狀的裂痕，這類傾斜裂痕構成了常見的裂縫種類。一般來講，如果支座本身承受了強度較大的剪應力，則與之相應的裂痕總數將會變得更多，這種裂縫很可能表現為兩側擴散的狀態。依照現行的技術規范，針對豎向預應力并沒有給出與壓縮損失有關的公式或其他方法，對此也并不適合套用縱向彈性壓縮的公式。由此可見，技術人員通常很難估測這部分的壓縮損失。由于欠缺精確度較高的計算方式，以至于技術人員忽視了某些橋梁部位承受的壓縮損失。

2.3 支座處的彎曲裂縫

混凝土構造的連續箱梁橋存在較大可能出現支座處的開裂，這種開裂集中體現于彎曲裂縫的狀態。究其根源，就是由于支座部分承受了較高的彎曲正應力。受到內在應力的強烈影響，受壓區本身的裂縫就會迅速拓寬，通常從中心擴散至兩側[3]。在某些情況下，混凝土本身承受的拉應力已超出了最大的抗拉極限，進而直接導致了彎曲裂縫的出現。對此如果不加處理，那么逐漸擴散的彎曲裂縫就可能深入混凝土腹板。這是因為，在拉應力不停變化的過程中，與之有關的負彎矩還會改變原先的分布狀態，在此基礎上進行重新分布。

3 健全相應的防治措施

3.1 防控應力變形

預應力混凝土的連續箱梁建筑物本身包含了較復雜的應力，在建筑物的各個位置上，建筑物應力都是各不相同的。建筑物一旦出現了開裂現象，那么有必要密切關注重新分布后的支座應力，在此前提下對于跨中與支座位置上的彎矩值都要予以重新計算。在縱向的方向上，應當重新分配鋼筋的彎矩值，通過這種方式來防控底板開裂或者頂板彎曲的發生。某些情況下，箱梁變形或者橫向彎曲都可能帶來附加性的應力，對此有必要設置橫向隔板或者預應力鋼筋，以此來防控緩慢的變形。為了從根源上防控縱向開裂，有必要設計特定尺寸的底板截面，運用這種措施來避免突然增大的徑向荷載[4]。

3.2 設計適當的保護層

通常情況下，針對混凝土底板有必要設置保護層。然而，一旦遇到混凝土劈裂的現象，那么將會帶來嚴重性較高的后期影響。這是由于，箱梁橋底板應當具備特定的曲率；對此如果缺乏足夠的厚度，那么上層鋼筋很有可能將會承受多余的應力。由此可見，對于底板應當布置足夠大的受力面，通過這種方式來防控混凝土產生劈裂的狀態。針對應力集中度較高的橫隔板，先要開展全方位的有限元分析。在此基礎上，施工人員有必要視情況來增加防裂鋼筋。

3.3 防止底板出現的裂痕

連續箱梁橋的橋梁支座應當布置適當的腹板，對此還需謹慎防止豎向鋼筋遭受的壓縮損失。一般情況下，橋梁本身損失的鋼筋彈性也是相對較多的。由此可見，針對豎向布置的鋼筋都應當予以適當分配，以此來避免承受過大的主拉應力，同時也有效阻止了腹板出現傾斜狀的裂痕[5]。此外，針對常見的底板裂縫，有必要首先算出局部性的齒板壓力，然后針對間接鋼筋也要進行合理搭配，這部分鋼筋涉及到閉合式的橋梁鋼筋。

4 結束語

相比于傳統模式的路橋施工，連續箱梁施工具備獨特的工藝優勢，因而近些年來逐漸受到了更多企業的認可與接受。然而不應當忽視，連續箱梁施工很可能帶來建筑物的開裂；如果不加治理，那么持續延伸的建筑物裂痕將會損毀建筑物的整體結構，情況嚴重時還可能引發事故。針對橋體或者公路裂縫，作為施工人員有必要選擇適當的措施加以防控，依照因地制宜的基本思路開展施工。截至目前，與連續箱梁裂縫防控有關的工藝措施正在不斷改進，然而并沒有真正實現完善。未來在實踐中，作為技術人員還需要不斷摸索，綜合運用多樣的裂縫防控措施來消除裂縫的不良影響，在此基礎上全面提升建筑物具備的安全性能。

[1]張偉明.預應力混凝土連續箱梁裂縫分析與防治措施[J].科技創新與應用,2017(7):254.

[2]杜斌,趙人達.大跨預應力混凝土連續剛構橋箱梁裂縫成因分析及防治對策[J].四川建筑科學研究,2012(3):77～81.

[3]高玉英.預應力混凝土連續箱梁裂縫成因及防治[J].山西建筑,2012(27):313～314.

[4]張建中.預應力混凝土連續箱梁橋裂縫的分析與防治[J].山西建筑,2013(19):173～174.

[5]王利恒.預應力混凝土連續箱梁裂縫防治措施[J].科技風,2013(23):152.