預應力混凝土箱梁梁體裂縫的成因分析及防護措施

張建文

摘要：預應力混凝土箱梁結構已經成為道路橋梁的重要結構之一，該結構不但截面抗扭剛度大，而且適應懸臂、頂推等現代施工方法，在施工與使用過程中都具有良好的穩定性，有效的提高了整個道路橋梁的質量。然而，在預應力混凝土箱梁的使用過程中，很容易出現梁體裂縫，影響其強度、耐久性及使用功能的正常發揮。本文就預應力混凝土箱梁的裂縫及其成因進行分析，并探究其有效防護措施。

關鍵詞：預應力混凝土箱梁;梁體裂縫;成因;防護

在我國道路橋梁施工建設過程中，道路橋梁的結構形式和施工質量會受到諸多因素的影響。目前，隨著我國國民經濟的進一步發展，對于道路橋梁的質量和使用功能也有了更高的要求，傳統道路橋梁結構形式已經無法滿足這一要求。近年來，我國諸多在建道路橋梁施工過程中，預應力混凝土箱梁結構得到了廣泛應用。該結構能夠有效提高道路橋梁的剛度和承載能力。因此在預應力混凝土箱梁的設計、施工工作中，要求相關部門和工作人員必須要加強對梁體裂縫問題的研究，并采取有效措施加以預防和控制。

一、預應力混凝土箱梁梁體裂縫的分類

在預應力混凝土箱梁結構中，裂縫出現的大致區域和方位不同，其成因不同，裂縫的類型也不同。要想對裂縫問題進行有效的預防和控制，先要做好裂縫類型的分析。根據分布，預應力混凝土箱梁的梁體裂縫大致分為以下六種：

1、邊跨斜裂縫：

該裂縫集中出現在橋梁支座附近，傾斜角度約為十五度角。

2、邊跨水平裂縫：

該裂縫主要出現在邊端支座區域或者腹板的上緣部位，裂縫的整體形態為水平分布。

3、中跨斜裂縫：

該裂縫主要集中在支座附近，與邊跨斜裂縫在形態上大致相似，傾斜角度約為四十五度角。

4、中跨水平裂縫：

一般情況下，該裂縫集中出現在上面的1/4～3/4跨之間的區域。

5、邊跨水平與斜裂縫同時出現：

預應力混凝土箱梁梁體的邊跨區域，可能會同時出現水平裂縫與斜裂縫，這種裂縫比較復雜，主要出現在腹板的上緣。

6、中跨水平與斜裂縫同時出現：

預應力混凝土箱梁梁體的中跨區域，也可能會同時出現水平裂縫與斜裂縫，這種情況同樣集中于腹板的上緣，而且多以水平裂縫為主。

二、預應力混凝土箱梁梁體裂縫的成因

梁體裂縫是預應力混凝土箱梁常見的通病之一，倘若不加以處理，任由裂縫在施加預應力之后發育，便會影響梁體的強度和承載能力。下面本文將對裂縫的成因進行分析，以便采取有效的防護措施。

1、原材料方面：

眾所周知，原材料質量是影響工程質量最直接的因素，也是最主要的因素之一。在預應力混凝土箱梁的施工過程中，多采用高標號、高強度混凝土，所用水泥通常標號較高、用量較大，凝結過程過釋放的水化熱也較多，很容易出現溫度裂縫。同樣，粗集料的巖性、粒徑、含泥量及含量，細集料的顆粒級配、表面性狀、含泥量及砂率，都會對混凝土拌合物的工作性能產生較大影響，直接或間接影響混凝土的收縮，對混凝土各種裂縫的產生有較大影響。

2、工藝方面：

預應力混凝土箱梁施工工藝較多且比較復雜，其中任何一個工藝出現問題，都會影響梁體的施工質量。

（1）在混凝土的拌和過程中，攪拌時間的長短、水灰比的大小，都會影響混凝土的和易性，引發出現干縮裂縫的可能。

（2）在混凝土澆筑過程中，布料方式和振搗程度都很重要，倘若振搗不足會影響梁體施工質量，而過振則會導致拌合物離析，從而影響混凝土的均勻和穩定性，增加各種裂縫出現的可能。

3、養護方面：

預應力混凝土箱梁澆筑成型之后，必須針對混凝土的結構特點，采取必要的養護措施，這樣才能夠保證其質量，防止裂縫問題的產生。如果不能及時而有效的對梁體進行養護，梁體表面的水分會迅速蒸發，形成表面裂縫。此外，如果對其梁體的溫度控制不到位，梁體內外溫差過大也會引發結構裂縫。

4、其他方面：

如設計因素、參數計算、日常維護、應力變化等。

三、預應力混凝土箱梁梁體裂縫的防護措施

在高度重視梁體裂縫的同時，針對可能引發梁體的裂縫的諸多因素，我們將采取以下措施進行防護：

1、加強施工用原材料的質量控制：

（1）在滿足設計要求、保證混凝土強度的前提下，盡可能選用低水化熱的水泥。與此同時，優化混凝土配合比，選取較低的水泥用量和較小的水膠比，以降低水泥凝結硬化過程中的水化熱。

（2）按相關要求對進場原材料進行存放，以免水泥受潮變質、粗細骨料竄料，影響混凝土拌合物的性能。

（3）嚴格執行原材料進場檢驗報驗程序，避免將未經檢測或者不合格的原材料用以混凝土拌和。

2、規范梁體施工工藝：

（1）結合混凝土試拌，確定拌合物拌和時間。一般以兩分鐘為宜，過長或過短都會影響拌合物的和易性。

（2）結合原材料特別是粗細骨料的含水率，對拌合物的水灰比進行嚴格控制。與此同時，可以考慮摻入適量的添加劑改善拌合物的性能。

（3）選取合適的時間段進行梁體澆筑，一般多選用一天溫度較低的時段。

（4）結合首件方案及施工經驗，對混凝土進行合理而均勻的布料。

（5）控制振搗器的移動間距和作用半徑，振搗的時間以混凝土停止下沉，表面平坦泛漿為宜。

3、加強成品養護：

梁體澆筑成型后，應在收漿完成后立即進行養護。可以通過覆蓋草簾、土工布，灑水或自動噴淋等方式進行養護，在保證梁體表面濕潤的同時降低梁體內外溫差。

4、加強施工管理：

預應力混凝土箱梁的梁體裂縫，也可能是由于梁體自身的施工設計不到位引起的。這就要求設計人員在梁體結構設計的同時，加強預防裂縫的相關設計。結合施工場地的實際情況，針對裂縫出現的原因，嚴格控制設計的各個環節，確保設計方案的科學性、可行性和有效性。設計結束之后，還應對圖紙進行審查，尤其是預防裂縫方面設計的審查，及時發現問題并加以改進，盡可能防止梁體裂縫的發生。

結束語

綜上所述，在我國道路橋梁施工建設中，預應力混凝土土箱梁作為一種重要的結構形式，能夠有效的提高道路橋梁的剛度和承載力，積極推動我國道路橋梁的施工建設和道路交通事業的發展。在預應力混凝土箱梁建設過程中，裂縫問題是最為常見的問題，造成裂縫問題的原因也是多方面的，包括施工原材料、施工工藝和成品的養護等。這就要求相關部門在施工的過程中，加強對裂縫形成因素的控制，做好裂縫預防工作，切實提高預應力力混凝土箱梁的質量。