1、    預應力混凝土連續箱梁裂縫防治措施    周偉【摘要】 本文分析了引起預應力混凝土箱形梁開裂的原因，分別從設計、施工和使用運營多方面提出了具體的預防措施，供大家參考?！娟P鍵詞】 預應力 連續箱梁 裂縫 腹板1.前言近年來，現澆預應力砼連續箱梁應用于平原地區的高速公路建設，工藝日趨成熟。但隨著橋梁設計、使用要求的不斷提高，砼施工中的砼裂縫是常見的一種缺陷。本文就江蘇省揚溧高速公路上的某標段高標號現澆預應力砼連續箱梁的施工情況和裂縫產生的原因進行分析和總結，以期為類似工程提供一些參考。2.引起預應力混凝土箱形梁開裂的原因2.1 設計原因設計計算方法不完

2、善?，F有的設計計算方法有以下幾個方面的不足：一是用平面桿系計算代替空間分析計算，這種計算方法在薄壁結構中有較大誤差；二是結構計算中抗剪計算不夠， 由此會導致抗剪鋼筋配置不足；三是預應力引起的剪力效應沒有得到充分的認識。設計計算模式不當，根據現行規范，設計中箱梁構件一般是簡化為t梁處理，但二者實際受力不同，t梁是開口截產生嚴重的橫向裂縫。箱梁兩側腹板受力不均也會產生裂縫，箱形梁設計及其抗裂性計算是根據箱形兩側腹板受力均勻，并將箱形截面簡化為工形截面，其腹板厚度為箱形兩側腹板厚度之和這種假定來進行的，該假設對箱梁斜截面抗裂性考慮不夠，這是因為：（1）由于施工誤差， 箱梁兩側腹板厚度往往會不均勻，這

3、會使較薄一側的腹板首先開裂；（2）不可避免的偏載及兩側腹板混凝土內部不均勻缺陷等因素會使兩側腹板受力不均，從而使箱梁開裂。當使用變高度箱梁時，底板在垂直平面內具有一定的曲率，預應力鋼束必須按著這種曲率布置。鋼束的曲率引起向下的徑向荷載，這種荷載勢必受到底板橫向彎曲的抵抗。當底板橫向配筋不足，或尺寸不夠時，就會產生縱向裂縫甚至破壞。2.2 施工原因1）保護層過厚或由于操作人員亂踩已綁好的上層鋼筋，使承受彎矩的鋼筋保護層加厚，導致箱梁結構有效高度減小，降低結構抗彎承載能力，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。2）混凝土振搗不密實，不均勻，出現蜂窩、麻面或空洞，導致鋼筋銹蝕或形成其他荷載裂縫的起源點。3）

4、混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土振搗不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，即塑性收縮裂縫。4）混凝土攪拌、運輸時間過長，導致水分蒸發過多，引起混凝土坍落度過低，使得在混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。5）混凝土初期養護不好，致使表面急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸面上出現不規則的收縮裂縫。6）用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，混凝土表面出現不規則裂縫。7）混凝土分層或分層澆筑時，接頭部位處理不好，易在新、舊混凝土的施工縫之間出現裂縫。2.3 基礎沉降變形引起的裂縫產生原因：地質勘查工作

5、不仔細，數據精度不夠，試驗資料不準，在沒有充分掌握地質資料的情況下施工；同一聯箱梁中，使用不同類型基礎處理方式，如采用擴大基礎和樁基礎，或同時采用樁基礎但樁長或樁徑差別較大，采用擴大基礎但基底標高差異較大。2.4 其他原因溫度應力引起預應力混凝土箱形梁開裂已越來越受重視，理論分析和實驗研究均已證明，在大跨預應力混凝土箱形梁橋特別是超靜定結構體系中，溫度應力甚至超出荷載應力的影響，這已被認為是預應力混凝土箱形梁產生開裂的主要原因之一。溫度梯度曲線選擇不當，對混凝土水化熱和收縮時產生的殘余應力重視不夠等是引起預應力混凝土箱形梁開裂的主要原因。原規范的簡化模型很難與實際溫度場相符合，因此在計算溫度應

6、力時必然帶來相當大的模型誤差。我國橋梁界在預應力混凝土連續梁橋設計中，已提出按橋面升溫5 計算溫度應力是不夠安全的。新規范對原規范的溫度場進行了調整，但在有條件時更宜采用史冊溫度場，因此，解決溫度應力裂縫的途徑是建立合理的溫度場模型，選擇合理的溫度梯度曲線。預應力混凝土連續箱梁中，徐變和收縮會導致預應力的損失，徐變將引起結構的次內力，這些都是箱梁產生裂縫的原因。混凝土收縮會使較厚構件（或在結構構件截面形狀突變處）的表面開裂。這種表面裂縫是因為收縮總從構件表面開始，但受到內部的阻礙引起收縮拉應力而產生的。在配有豎向預應力的箱梁中，豎向預應力筋應力損失的大小對腹板的抗裂性能也有著重要的影響。如果豎

7、向預應力筋的應力松弛損失較大，則腹板混凝土的主拉應力會有較大的增加， 從而加速腹板裂縫的加大。3.裂縫預防措施針對預應力箱梁容易出現裂縫的幾個因素，依據筆者的工作經驗， 可以采取以下幾種預防措施。3.1 設計方面箱梁在對稱荷載作用下的彎曲存在剪力滯現象，特別是大跨度預應力混凝土橋梁中所用的寬箱粱（腹板間距較大的單箱單室的箱梁），剪力滯效應較為明顯，此時，t梁翼緣有效分布寬度的計算方法已不能直接應用。因此，必須研究寬箱梁的剪力滯效應，尋求符合實際情況的計算方法。在箱壁較薄，橫隔板較稀時，截面就不能滿足周邊不變形的假設。在反對稱荷載作用下，截面不但扭轉而且要發生畸變。根據資料分析，對混凝土箱梁，截

8、面畸變是產生翹曲正應力的主要原因，因此，應對此類箱梁進行畸變應力分析。當橋面寬度大干9m時，應就橋面橫向不對稱荷載對箱體產生的不利影響的受力進行分析。此外，加強箱梁構造設計，在頂、底板布置加強鋼筋網等措施，都可以使預應力混凝土連續箱梁中的裂縫寬度和裂縫間距變小。3.2 施工方面良好的施工質量是預防預應力混凝土連續箱梁開裂的重要因素，在施工時，首先要加強對鋼筋制作與安裝的質量管理，使鋼筋制作與安裝符合設計要求。支架的地基處理也應規范，地基處理完畢后，應請有關單位進行與施工條件相似情況下的地基承載力試驗，確保支架的沉降在允許范圍內，即24小時沉降量小于lmm 。澆筑混凝土前，對支架進行1.2倍梁身

9、重量的荷載預壓，消除支架變形。預壓時間一般應不小于5天，視具體情況而定。澆筑混凝土時要采用電子計量設備，確?；炷僚浜媳扔嬃繙蚀_。肋板與底板交界處、內蓋梁、端橫梁等部位的混凝土應加強振搗，確?；炷撩軐嵍??；炷脸跄笠皶r進行養護， 防止收縮裂縫產生。要在規范允許范圍內控制預應力筋孔道定位偏差，預應力筋的張拉應嚴格按設計進行，預應力筋張拉時應有質檢人員全過程旁站，確保張拉力與預應力筋伸長量均達到設計要求。3.3 使用及管理方面目前很多橋梁裂縫及病害與車輛的超載有關，因此需要開展有關使用荷載作用下既有橋梁的實際受力行為研究、調查與試驗等；開展有關實際車輛荷載的大小、分布和頻率等有關數據的調查研究。進行定期檢測和維修，及時發現問題、處理問題。4.結語以上從設計、施工等多個角度對預應力混凝土連續箱梁的病害成因作了詳細分析。箱梁裂縫的成因是復雜的，本文對這一問題所作的研究探討，為日后預防箱梁開裂，以及箱梁裂縫處理工作打下了基礎。參考文獻1公路橋涵施工技術規范（jtj