1、淺談混凝土箱梁橋底板裂縫及治理    摘 要：由于混凝土結(jié)構(gòu)材料固有的抗拉強度低、箱梁結(jié)構(gòu)空間受力復雜、部分箱梁橋在設計、施工過程中本身存在的缺陷，使許多混凝土箱梁橋在施工、開通或運營一段時間后，便出現(xiàn)各種形式的裂縫。因此，混凝土箱梁橋底板裂縫的類型和成因的分析、裂縫的修補方法在施工和使用中的重要性應引起足夠的重視。關(guān)鍵詞：混凝土箱梁;裂縫;治理;灌漿;配方Abstract: The inherent tensile strength of concrete structural materials is low, the box girder stru

2、cture complex, part of the box girder bridge defects in the design and construction process, many concrete box girder bridge constructions, the opening or operation for a period, there are various forms of cracks. Therefore, the type of concrete box girder bridge floor cracks and analysis of the cau

3、ses, the repair of cracks in the importance of the construction and use should be taken seriously enough.Key words: concrete box girder; cracks; governance; grouting; formula中圖分類號：TU377 文獻標識碼：B 文章編號:鋼筋混凝土和預應力箱梁已廣泛應用于各類公路與城市橋梁的建設中，但伴隨而來的還有各類質(zhì)量通病的出現(xiàn)。本文將對混凝土箱梁橋的底板裂縫這一施工中的常見問題進行闡述并根據(jù)工程實例介紹了治理措施。1 普通鋼筋混凝

4、土箱梁底板混凝土裂縫的類型及成因由于混凝土是多種材料組成的混合體，又是脆性材料，在侵蝕和內(nèi)外力作用下，裂縫的產(chǎn)生式不可避免的。鋼筋混凝土箱梁橋的裂縫形式主要包括跨中附近的橫向裂縫、支座附近腹板的斜裂縫，以及頂?shù)装宓目v向裂縫。盡管對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，部分裂縫的出現(xiàn)屬于正常現(xiàn)象，但在往復車輛荷載作用下，部分箱梁的裂縫開展過快，裂縫寬度急劇加大，由此引發(fā)的耐久性問題非常突出，且不容忽視。大量工程實踐表明，鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的成因復雜，甚至多種因素相互影響，混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因是混凝土變形受到制約或外力的作用，從混凝土的澆筑到結(jié)構(gòu)物使用的整個過程中，都可能產(chǎn)生裂縫。某些裂縫可能僅僅影響美觀，也

5、可能反映了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的不足;另一些裂縫可能是結(jié)構(gòu)受到過大的應力，對結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成嚴重的威脅。1.1 荷載引起的裂縫鋼筋混凝土或預應力混凝土箱梁橋在常規(guī)靜、動荷載以及次應力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。荷載裂縫根據(jù)荷載形式和作用位置的不同而呈現(xiàn)不同的特點。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)及局部應力集中區(qū)。但如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結(jié)構(gòu)達到承載力極限的標志，是結(jié)構(gòu)破壞的前兆，其原因多是結(jié)構(gòu)截面尺寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力方式的不同，產(chǎn)生的裂縫特征如下：1)中心受拉裂縫。裂縫貫穿箱梁橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向，采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次生裂縫。2)受彎裂

6、縫。彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊緣開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中性軸方向發(fā)展;采用螺紋鋼筋時，裂縫間可見較短的次生裂縫。當結(jié)構(gòu)配筋較少時，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。3)受剪裂縫。箱梁靠近支座至3分點梁段，在箱梁腹部出現(xiàn)約450方向的斜裂縫。4)受扭裂縫。箱梁靠近支座附近一側(cè)腹部或翼板先出現(xiàn)多條約450方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開的裂縫。5)局部受拉裂縫。在箱梁的內(nèi)部錨板后及兩側(cè)混凝土由于受到預應力束錨下力的局部作用而向兩側(cè)發(fā)生約450方向的斜裂縫。6)局部受壓裂縫。在局部受壓區(qū)出現(xiàn)與壓力方向大致平行的多條短裂縫。箱頂、底板縱向裂縫的特征是長度變化較大，方向大致平行;裂縫

7、寬度大多在0.10.3mm之間;底板多于頂板。混凝土箱梁橋頂板和底板的縱向開裂原因比較復雜，這些裂縫主要是由于箱梁結(jié)構(gòu)的畸變和橫向彎曲產(chǎn)生的，溫度梯度效應、混凝土材料自身的收縮等因素也有可能導致該類型裂縫的出現(xiàn)。1.2 變形引起的裂縫箱梁橋中大量裂縫的出現(xiàn)，有些并非與荷載作用有直接關(guān)系，這些裂縫多屬由變形作用引起，其中包括溫度變形(水泥的水化熱、氣溫變化、環(huán)境產(chǎn)生熱)、收縮變形(塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮)以及地基不均勻沉降(膨脹)變形等。當這些變形受到約束時，就會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成附加內(nèi)力，附加內(nèi)力過大就會產(chǎn)生裂縫。1)溫度應力裂縫。引起溫度變化主要因素有：年溫差影響、日照影響、驟然降溫影響、

8、大體積混凝土水化熱影響、蒸汽養(yǎng)護或冬期施工時措施不當。2)收縮引起的裂縫。混凝土箱梁橋中收縮裂縫的特點是大部分屬于表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。1.3 材料劣化引起的裂縫部分混凝土箱梁橋的開裂，是由于隨著時間的推移，結(jié)構(gòu)外部環(huán)境的作用，各類劣化因子侵蝕和滲透混凝土體內(nèi)，導致結(jié)構(gòu)混凝土材料的損傷裂縫與破壞。引起這類裂縫的主要有鋼筋銹蝕、凍脹等。1.4 施工質(zhì)量引起的裂縫1)混凝土質(zhì)量引起的裂縫。澆筑用的混凝土的水泥、粗細骨料、拌合水及外加劑的不合格或選用不當都可能導致裂縫。不當?shù)呐浜媳仍O計業(yè)可能造成混凝土裂縫。2)施工工藝及質(zhì)量引起的裂縫。混凝土保護層過大或過小

9、，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚，導致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫;混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點;混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆注數(shù)小時候發(fā)生裂縫，及塑性收縮裂縫;混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫;混凝土初期養(yǎng)護時特別干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫;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(jié)硬化時收縮

10、量增加，使得混凝土體表出現(xiàn)不規(guī)則裂縫;混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫;混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂縫，或局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象;施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一直的裂縫;施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫;施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致出現(xiàn)混凝土裂縫;任意套用混凝土配合比，混凝土用料計量不準，造成混凝土輕度不足和其他性能(和易性、密實度)下降，導致結(jié)構(gòu)開裂。2 裂縫的治理方法為確保箱梁橋結(jié)構(gòu)的耐久性，對已經(jīng)初現(xiàn)的

11、裂縫應根據(jù)裂縫的大小、結(jié)構(gòu)受力情況及使用要求，分別進行分析與及時處理。一般的常用方法有：1)填充法。對由于鋼筋混凝土中拉應力過大而開裂的箱梁橋結(jié)構(gòu)，可考慮采取主動加固的方法，用體外預加應力對被加固構(gòu)件施加與它應承受荷載反向的作用力，可提高被加固構(gòu)件的正截面抗彎、斜截面抗剪、抗裂度和剛度，減小構(gòu)件受載時的撓度。2)灌漿法。用灌漿泵將灌漿材料送到裂縫里，這樣可以起到補強和防滲的目的，適用于箱梁橋混凝土開裂且裂縫不嚴重的情況。對寬度較細裂縫用注漿設備將化學漿液(如環(huán)氧樹脂或甲基丙烯酸酯類漿液等)注入鋼筋混凝土裂縫。環(huán)氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料。它具有較高的機械強度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學侵蝕，樹脂可以灌入到0.05mm的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時，通常不易采用樹脂灌注法。3)改變結(jié)構(gòu)體系。對鋼筋混凝土箱梁橋，若原有的設計荷載等級較低、剛度偏小的梁，可考慮在梁跨中間增設支點或兩側(cè)斜