連續箱梁裂縫成因分析及預防措施

王龍

摘 要：預應力混凝土連續箱梁都是公路橋梁結構型式之一，應用十分廣泛。連續箱梁在施工過程中，容易產生裂縫問題，并且表現形式十分復雜，發生情況也呈多樣化。在建設并使用箱梁時，如果產生了一些類似裂縫等工程質量問題時，可能會造成橋梁坍塌問題。基于此，本文提出連續箱梁裂縫成因，并提出相應的預防措施。

關鍵詞：連續箱梁；裂縫成因；預防措施；方法

中圖分類號：U445.71 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0211-02

引 言

預應力混凝土連續箱梁在當今工程中的應用十分廣泛，由于連續箱梁具有曲線優美、剛度大、跨越能力強、價格低等優勢，所以已經成為了橋梁工程中主流的施工技術之一。該項技術在橋梁工程設計中被廣泛應用，因此其結構和質量也逐漸被重視起來。在諸多的質量預控項目當中，裂縫問題十分普遍，且質量危害的程度較高。所以，為了能夠的降低混凝土連續箱梁裂縫問題，降低工程的危險因素，就必須要做好連續箱梁裂縫成因分析工作，進而針對性采取有關措施。連續箱梁裂縫主要類型、成因、預防方法表現為以下幾點：

1 腹板斜裂縫與防治措施

腹板斜裂縫通常出現在跨中1/8與3/4位置，并沿著中間、左側、右側分布，其平面夾角通常是15°、-50°。腹板斜裂縫的主要原因是由于混凝土抗拉強度低于腹板最大主拉力或腹板斜截面抗剪度不足。如計算的模型和結構的實際狀況差異較大；彎起鋼筋和分布鋼筋分布不合理；橫縱向切面受到多向力的作用；橫縱向預應力鋼筋預應力損失較大；腹板薄厚程度、溫度等諸多因素都會造成腹板斜裂縫產生。

模型結構設計需要與結構實際狀況相差不大，同時預應力鋼筋布置與布筋、箍筋布置要能夠達到腹板設計厚度標準要求。通過精細化計算得出預應力相關數據信息，并在縱向預應力預算中，盡可能保證精準性，在可以符合施工前提條件下進行灌漿以及豎向預應力張拉，和縱向預應力筋張拉保持一致。針對構造筋數量直徑需要確保溫度能夠達到標準。

2 底板縱向裂縫與預防措施

此裂縫多數都出現在底板地面中間位置，沿著橫斷面跨中密度非常大，裂縫粗而長，兩端裂縫主要是以短、稀疏形態為主。導致底板縱向裂縫的主要因素是：跨中抵抗彎矩不符合工程施工標準。由此造成曲線徑向力、預應力較大，并在中心匯聚點出現了合力。同時，還有可能造成橫向鋼筋配比不足，無法承受受力界面壓力最終造成裂縫問題。

針對底板縱向裂縫來說，通常可以選擇合理溫度模式并核算合理的選項，嚴格按照要求控制合龍段高差，在混凝土分段澆筑過程中，需要控制頂板混凝土、腹板、底板澆筑中的時間差和溫度差。在底板施工環節，要在配筋中加入一定量的防崩鋼筋與橫向鋼筋，保障橫向配筋率能夠滿足施工標準。在施工過程中，混凝土的張力值要可以達到指定標準后再進行操作。在施工中，要盡可能減少預應力鋼筋既定部位誤差問題，在箱梁底緣設計過程中，要結合工程實際情況展開設計，盡可能降低預應力鋼束曲線集中力和徑向力。

3 底板橫向裂縫與預防措施

此裂縫類型主要是集中在距離底部1/4位置，并逐漸向截面發散。造成底板橫向裂縫的主要原因有：所生成的彎拉力超過了底板可承受的力矩，因此無法受力而造成橫向裂縫問題。導致超出允許值是由于錨固件作為預應力的主要承受點，并被固定在指定截面當中，但是此界面通常鋼筋錨固數量較多，這就造成了內部變形，并產生裂縫問題，嚴重會出現坍塌問題。

在使用掛籃展開施工時，要在預算位置掛籃位置生成一定的預應力，這樣即可在產生變形時提供一些可調整的冗余。在展開支架施工時，對支架超載需要先進行預壓，并分析變形與沉降情況。在確定了混凝土已經達到設計標準強度后即可拆模處理。錨固頂端面底板的需要預留一定量的壓力應力，以便后續調整。錨固預應力在同一斷面當中時，要嚴格控制噸位，要結合具體的噸位大小，設置成更加合理的縱向分布鋼筋形式，確保能夠經過錨固界面。

4 頂板縱向裂縫和預防措施

頂板縱向裂縫通常大部分出現，并在跨中部分、合攏部位比較集中，整體的特點是橫截面中間裂縫密集，并向兩側延伸、稀疏。造成底板縱向裂縫的因素非常多，最直接、影響最大的因數是由于混凝土收縮、頂板跨中彎矩不達標造成的。從而導致橫向預應力筋損失過多或缺乏橫向預應力筋。如果預應力數值設定的過小、溫度應力過低、施工工藝不符合工程要求、混凝土質量不達標、混凝土保養工作不到位等等，都會造成頂板縱向裂縫問題。

需要降低混凝土收縮比例，并展開水泥攪拌過程中，需要結合工作經驗和實際要求控制攪拌時長，并且下料速度要足夠均勻，振搗過程中也要保證穩固、密實。在實際施工過程中，需要嚴格掌握鋼筋安裝的要求，避免因為人為因素踐踏鋼筋造成錯位問題。在鋼筋架設過程中，要做好應力儲備工作，應力儲備值越大施工就更安全。如果橋梁設計方案當中的溫度應力和實際施工應力值有較大偏差，需要重新對溫度應力展開設計，對的混凝土、鋼筋進行調整。結合實際得到的依據設置橫向預應力筋，同時也要保持整體的張拉應力。

5 翼緣板根部縱向裂縫與預防措施

翼緣板根部裂縫通常都集中到上翼緣和腹板交界位置，首先是從橋縱方向擴展，之后在裂縫產生了一定程度后會引發腹剪斜裂縫。翼緣板根部縱向裂縫的出現主要是因為局部抗力不足、混凝土收縮造成的。此時腹板與上翼緣銜接部位出現了很大的張拉力，也就是產生了“框架效應”。在混凝土澆筑過程中，因為粗骨料、細骨料分離嚴重，這就增加了混凝土收縮應力。

為了能夠降低混凝土整體的收縮性，需要在施工過程中加強水灰比控制，避免攪拌時間過長，下料時間也要進行嚴格控制，振搗需要足夠密實，豎向變截面位置需要采用分層建筑方法，這樣可以降低裂縫生成幾率。嚴格按照規定標準進行施工，保證兩側腹板成型尺寸可以混凝土質量誤差在合理范圍內，加強整體控制避免出現偏載現象產生。

6 翼緣板底面橫向裂縫與預防措施

翼緣底板橫向裂縫多數集中在的墩頂1/3位置，由于該位置的負彎矩較大，所以是容易產生裂縫，在跨中翼緣底板面上有少量的裂縫，并朝向支點的位置集中。此外，該部分的裂縫總體朝向橫橋方向發展，和連續箱梁中心線垂直。造成翼緣板底面裂縫的主要原因是截面缺乏彎矩抗性。由于翼緣板縱向設計設計較為保守，再加上沒有認識到剪切力作用，因此會產生在1/3跨徑位置，截面越靠近支點位置裂縫問題就愈加嚴重，大部分裂縫都是由翼緣板下緣延伸出來的，再加上外部承重量較大、溫度變化、混凝土收縮從而造成多種裂縫。

針對此列問題，由于溫度變化、混凝土收縮不可避免，因此可以接受一定量的變形，但是變形應力不得超過約束應力。做好臨時荷載的控制性，確保施工中的臨時荷載不超過預應力。同時需要正確選擇計算模型，特別是要重點考慮剪力設計中的有效寬度、剪力系數，這樣才能夠加強裂縫防治效果。

7 結束語

綜上所述，隨著我國橋梁工程數量不斷增多，為了能夠加強連續箱梁施工質量，需要做好混凝土裂縫防治工作。這就需要認識到不同裂縫的類型以及成因，并針對裂縫形成機理加強預防控制，減少裂縫問題帶來的損害，提高整體橋梁工程的施工質量和安全。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-17