摘要: 考虑预应力混凝土Ｔ梁产生裂纹的因素，结合湖北省谷竹高速公路土建第五合同段高速公路土T梁施工过程中的实际情况，提出了预应力混凝土Ｔ梁产生裂纹的原因与防治。
关键词:混凝土；裂纹；原材料；质量控制；施工工艺
一、前言
近年来随着国民经济的迅速发展，交通建设突飞猛进，特别是高等级公路的建设，达到了前所未有的程度，各种公路、桥梁的数量和质量随之增加和提高。在桥梁建设中特别是预应力T梁得到了广泛的使用。本文结合自己在工程实际中遇到的问题对预应力混凝土产生裂纹的原因及质量控制要点进行分析和探索。
1.工程概述
湖北省谷竹高速公路第五合同段起点位于K24+800，止于K30+850，全长6.05km，主线桥梁共有桥梁5座，其中有天子沟大桥，为17-30米预应力砼T梁，共510m；小水潭大桥，为24-30米预应力砼T梁，共720m；紫金一号大桥，为16-30米预应力砼T梁，共480m；紫金二号大桥，为13-30米预应力砼T梁，共390m；紫金三号大桥，左幅为11-30米预应力砼T梁，共330m，右幅为10-30米预应力砼T梁，共300m。主线桥梁均为30m预制T形连续梁桥，上部结构为先简支后结构连续形式，共有30m预制T形梁975片，C50普通混凝土浇筑。
2.施工条件
工程项目处于湖北省襄阳市境内，多年平均气温15～24℃，雨季为5月～10月，属亚热带季风气候区。T形梁浇筑一般选择在下午或者晚上气温较低时候施工，采用C50普通混凝土浇筑，施工配合比—水泥：砂：集料：水：外加剂为1：1.19：2.65：0.36：0.01。其中每立方米混凝土水泥用量470kg，1#料：2#料：3#、4#料为10%：20%：70%，连续级配。混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土输送罐车运至施工预制厂，运距2km。插入式振捣器结合附着式振捣器振捣。混凝土浇筑完后立即开始养护，12个小时后拆模。
二、裂纹的产生与其产生原因分析
部分T梁拆模后施加预应力前发现T梁翼板根部和马蹄部位等变截面位置均有长短不一的顺梁向裂纹，以及梁底部横向裂纹。通过分析，总结出裂纹产生的原因如下：
1. T梁箍筋分布间距偏大，且钢筋骨架加工时箍筋局部间距不均匀。
2.水泥用量偏大，混凝土在硬化过程中水化热热量大，从而使混凝土的温度收缩应力增大。
3. 砂和碎石灰粉含量较大，灰粉在混凝土硬化凝结时吸收水分，引起混凝土凝缩。
4. 台座混凝土强度等级偏低，使用几次后局部表面不光滑，从而摩阻力增大，当摩阻力超过混凝土本身承受的拉力时,这个应力集中点就会产生裂纹。
5. 混凝土在拌和过程中有不均匀现象，且由于施工过程处于雨季，砂石含水量较大，存在水灰比过大的问题，水灰比过大是混凝土干缩量增大，易产生干缩裂纹。
6. 砼浇注过程中出现过振现象,致使混凝土表面粗细骨料离析,靠近模板表面的混凝土为细骨料。
7. 混凝土养生不到位，由于梁体侧面不易吸附水分，气温过高加快了梁体水分的蒸发，致使表面产生干缩裂纹。
8. 浇筑过程中温差较大，由于温度变化产生的裂纹，结构随着温度变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂纹。
9.混凝土保护层过小，由于表面张力产生的收缩裂纹。
三、裂纹预防和处理
裂纹一旦产生，就会使混凝土渗水性增大，严重降低混凝土强度，从而影响其耐久性，缩短使用寿命，例外还影响外观质量，所以必须进行处理。
（一）裂纹的处理：在施工中对30米预应力混凝土T梁裂纹的预防控制措施和已出现裂纹的处理办法是：
1.加强钢筋骨架的检查，严格按照设计及规范施工。
2.控制好混凝土的浇注时间和浇注时的温度，安排在早、晚或温度低、且温差相对较小的时候进行混凝土浇注。
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3.及时掩护养生，并用土工布进行覆盖，经常保持混凝土湿润。
4.及时拆模、及时张拉。当混凝土达到拆模强度时立即拆模，混凝土强度达到设计张拉强度时及时张拉压浆。
5.裂纹的处置措施：用环氧树脂配固化剂、丙酮以1：0.5：0.25的配合比进行修补。将裂纹周围5厘米内的混凝土用钢刷清理干净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂环氧树脂，贴玻璃布，之后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯硷水煮沸脱脂，能保证日后运营过程中梁体内的钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。
6.对较大裂纹采用多点同时低压加压灌注，加压时间一般控制在10-20分钟，由于采用了低压多点的灌注方法，避免了胶液从V形裂纹表层串浆，加强了胶液向混凝土深层移动，并能保证胶液有足够的浸润时间。因此，恒压灌注法是一种能够保证密封处理效果的灌注方法，也是国外现行的先进的混凝土裂纹处理方法。
（二）裂纹的预防：
1. 必须满足规范要求的最小配筋率，且构造钢筋尽量采用小截面小间距分布的形式，以避免混凝土局部收缩所引起的应力集中。
2. 加强原材料检测力度，在满足设计强度和施工进度的情况下尽量减少水泥用量、采用低水化热水泥，采取合理的施工配合比，对砂、碎石、施工用水的含泥量、碎石中的灰粉量都应严格控制在规范要求以内。尤其在下雨天，加强砂石料含水量的检测，根据实际情况调整水灰比。
3. 混凝土施工过程控制：
（1）每盘混凝土的拌和时间控制在2～3分钟左右，搅拌时间不宜过长也不能过短，过短搅拌不均匀，过长会破坏材料结构；混凝土在拌和站进料时做两组坍落度实验，在预制厂出料时同样做2组坍落度实验，严格控制施工水灰比。
（2）混凝土运输：在混凝土运输过程中，水分挥发影响原始水灰比，从而影响混凝土的和易性和粘接性，因此应尽量缩短混凝土的运输时间，运输中慢速搅拌，且不得随意在运输过程加水搅拌。
（3）混凝土浇注：浇注过程中采用插入式振捣器为主，高频附着式振动器为辅，附着式振动器应采用间歇式振动，每次开启的时间大约为20秒左右，以避免浇注过程出现过振现象，以使混凝土产生离析。插入式振捣器的振捣间距应不大于插入式振捣器的振捣半径1.5倍，以避免浇注过程出现漏振现象。
（4）混凝土养生：当施工气温超过30℃时，梁体水分的蒸发非常快，且梁体侧面不易吸附水分，如果梁体表面的水分被蒸发，梁体表面的混凝土要进行水泥的水化和硬化反应，就会吸取梁体内部的水分，从而加快混凝土的干缩。要使梁体有足够的水分进行水泥的水化和硬化反应，就必须即时对预应力构件进行洒水养生。夏季施工时，若混凝土在浇注完毕，拆模以前气温超过30℃时，在浇注完毕12小时后可在模板外层进行洒水降温。以避免由于内部温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大而产生收缩裂纹。养生时间要保持到施加预应力之后。
4. 模板设计及台座制作：侧模在满足几何尺寸的前提下，尽量减少直角连接，减少应力集中点，模板表面打磨清洁、光滑，并涂上一层脱模剂，减小摩阻力。梁台座表面尽量光滑，摩阻力小。制梁台座表面铺设钢板，两侧用橡胶带粘贴密封，增加其强度和密封性。
5.钢筋骨架上绑扎3cm橡胶垫块（设计保护层厚度3cm），确保混凝土保护层厚度。
通过以上的控制方案和处理措施后，在以后的T梁预制过程中裂纹得到了很好的控制，并通过对裂纹的处治也不影响梁体的正常使用。
四、结束语
预应力T梁由于混泥土标号高、水泥用量大、模板接缝多，加之骨架钢筋密集等因素，浇筑后容易产生裂纹、蜂窝麻面、跑浆、缺棱掉角等现象，严重影响梁体外观质量，甚至影响梁体的使用寿命。然而，只要我们加强对原材料的质量控制，并在施工过程中对各项施工工艺进行认真监控，仔细检查。这些缺陷是可以减少甚至避免的。由于本人经验水平有限，在此提出了一些肤浅的见解，还望各位同行多多指正。
参考文献
1、林天干，林天翼. T型梁板模型的设计与制作研究.中国科技信息，2006，（12）.
2、孙土国，徐建，赵晓晖. T梁在实际施工中的几大问题分析，黑龙江水利科技，2009，（01）.
3、代泽森. 桥梁T梁预制生产过程砼裂纹的防治研究.科技创新导报，2009，（22）.
论文作者:刘 杰, 曾泽涛
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
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