摘要：连续箱梁梁桥具有行车舒适、节约材料、造型美观、工程实用性强、受力均匀、养护工程量小、抗震能力强等优点。因此在目前的高速公路和城市高架桥建设中得到较为广泛的应用。但在设计中结构受力分析较为复杂、施工工艺较难,设计及施工质量较难控制,裂缝问题突出。
关键词:预应力；现浇箱梁裂缝；原因分析；预防处理措施
1导言
混凝土箱梁具有结构轻盈、承载力强等特点，在当前建筑施工中的应用率相对较高，但随着其裂缝的出现不仅严重破坏了桥梁的美感，同时也容易导致一些安全事故的产生，严重威胁到人们的安全出行。
2预应力现浇箱梁裂缝原因分析
2.1混凝土自身收缩产生裂缝
混凝土自身流动性不足或是流动性过大所致，在较高温度或者是较大风力影响下，桥梁顶面混凝土结构表面的干燥速度比较快，会在混凝土的毛细管中产生较大负压，致使干燥速度加快，当干燥强度超过混凝土的自身强度时，就会产生裂缝。因此，在污水处理厂施工与选材的过程中要尽可能防止产生这类裂缝。材料选材时，尽可能选择一些干缩值比较小而强度比较高的水泥，例如硅酸盐，然后加入适当的煤粉灰，降低沉降，保证基层与模板湿透。但是在实际施工过程中，很多施工企业为了节省造价成本，提高企业利益，经常会选择劣质材料，严重影响工程质量。
2.2温度变化产生裂缝
2.2.1裂缝产生原因
由于钢筋混凝土具有热胀冷缩的特点和性质。当气温或者外部温度升高时，混凝土结构就会出现膨胀的现象，从而就会导致结构出现附加应力，当混凝土抗拉强度低于附加应力时，就会产生裂缝。将搅拌的混凝土置于空气中硬化时，其体积会随着水分的蒸发而逐渐缩小，这样的情况通常称之为干缩。温度影响一般是导致混凝土出现收缩裂缝的主要原因。这种裂缝常出现在现浇框架结构和现浇墙板式结构中，通常是由于养护不到位形成的。
2.2.2混凝土浇注工艺
箱梁分两次浇注，且浇注时间间隔较长，一部混凝土收缩徐变完成，趋于稳定，而二部混凝土徐变未完成并且受到底板、腹板的约束，而这种约束在二部浇注的混凝土结合面(即腹板与顶板翼缘板)产生法向力，导致二部混凝土产生裂缝。
3连续箱梁裂缝的预防和处理
3.1设计上的预防措施
(1)确定合理的箱梁截面尺寸。梁的裂缝多由截面尺寸较小或混凝土强度较低引起。设计中确定箱梁截面尺寸时,应根据规范进行斜截面抗剪承载力验算,当要提高构件的抗剪能力时,优先考虑通过增大腹板尺寸,其次考虑增加抗剪箍筋或采用高强度混凝土措施来提高构件的抗剪能力。同时,应注意翼板的悬臂长度不宜过大。箱梁横向截面尺寸也要满足要求,横向刚度也应当充分重视,仅在宽度较小的尺寸范围内配置多层普通钢筋,根本无法使钢筋充分发挥作用,应加大横梁尺寸或将横梁设计成预应力结构。设计中可适当加厚箱梁底板厚度;据有关研究提出底板厚为不小于3倍底板中最大波纹管外径。(2)箱梁普通钢筋的布置。箱梁的顶底板与肋是共同受力的,受力主筋不宜过分集中在梁肋内,设计时主筋的布置最好根据连续箱梁的肋、板刚度比与其刚度变化情况来综合考虑。翼板上有刚性混凝土防撞护栏的连续箱梁支座附近的悬臂板出现裂缝的现象相当普遍。这说明翼板上刚性混凝土防撞护栏与箱梁一起受力,并引起结构受力状态发生变化,因此翼板上宜适当增设纵向受力钢筋。多个项目的实践证明,在支座附近翼板上增加纵向受力钢筋后,翼板上基本不再出现裂缝。根据计算对箱梁底板配置足够的横向钢筋及防崩钢筋。(3)预应力筋的布置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计时,连续梁的预应力钢束的配置与桥梁的结构体系、受力情况、构造型式以及施工方法等有着密切的关系。一般对不同跨径的梁桥结构,要选用预加力大小恰当的预应力束筋,以达到合理的布置型式,尽量避免预应力束筋布置不合理而导致受力不均匀的情况发生。应当尽量避免使用反向曲率的连续束,因为这样会引起很大的摩阻损失,降低预应力束筋的效益。并应注意钢束的平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。钢束平面布置时尽可能的靠腹板布置,钢束竖弯段上、下层钢束不要冲突,还应满足孔道净距的要求。钢束应尽量靠近腹板布置,这样可使预应力以较短的传力路线分布在全截面上,有利于降低预应力传递过程中局部应力的影响,能减小钢束的平弯长度,减小横向内力,充分利用梗腋布束,有利于截面的轻型化。在中小跨径连续梁中,因充分利用底板,有条件时尽量配置底板通长束;边跨受条件限制与中跨相比较小时,为解决梁端应力集中、恒载平衡的问题,小边垮梁端一定范围内可现浇为实体。当负弯矩较大时,可配置一定量的顶板束。连续箱梁不宜采用较长的连续通长束,可采用两根交叉束布置或改用联结器接长、分成多次张拉,但应注意联结器不宜集中在某一个断面上,以避免截面的削弱过于 集中。
3.2施工中的预防措施
(1)提高混凝土材料的性能。施工中,应尽量改善骨料级配、掺加活性剂、外加剂等方法减少水泥用量,以降低混凝土的水化热温度;同时,采用一些措施降低混凝土的浇筑温度,如:降低骨料温度、加冰水、夜间较低温度时浇筑混凝土。(2)改进施工方法:①为加快混凝土散热,可选用钢模、分层浇筑,根据现场条件确定合理的浇筑厚度,施工期间在夏季当白天日照气温较高时,浇筑的混凝土要用塑料纸遮盖,冬季温度较低时注意保温。②混凝土浇筑应尽可能一次浇筑完成,以减少施工缝,当梁身较高时,也可分两次或三次浇筑,梁身较低时,宜先底部及腹部根部,其次腹板,最后浇筑顶板及翼板。③支架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装,并应严格按照施工技术规范要求进行。④施工中严格控制合龙高差。
3.3箱梁裂缝的处理措施
(1)灌浆修补法。采用化学灌浆修补混凝土结构出现的有害裂缝,修补后能恢复结构的整体性和使用功能,已是国内外桥梁维修加固中广泛应用的技术。但对于结构承载力不足引起的裂缝要先采取其他加固补强措施去提高桥梁的承载力,再采用化学灌浆修补法处理。(2)贴钢加强法。对结构承载力不足引起的裂缝,贴钢法是指采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面,使之与结构形成整体,从而起到提高构件抗弯、抗剪能力,以及限制裂缝扩展的效果。(3)混凝土加强法。增大构件的截面和配筋,以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝。针对裂缝较为严重已经影响到结构的使用功能,混凝土加强法的效果较为理想,根据被加固构件的受力特点和加固目的要求、构件部位与尺寸、施工方便等可设计为单侧、双侧和三侧加固,以及四周外包加固。根据不同的加固目的和要求,又可分为加大断面尺寸为主和加配钢筋为主,或者两者同时采用的加固方法。加大截面为主通常为了保证补加的混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。
4结语
综上，笔者对预应力现浇箱梁裂缝的产生原因进行了分析及研究，并根据相关原因提出一些可行性建议，要想预防预应力箱梁裂缝的产生，施工部门首先应对裂缝产生原因进行分析，并加强对混凝土箱梁结构的加固，同时还应定期对建筑结构进行养护，大大降低裂缝的产生几率，为我国建筑行业的发展奠定基础。
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论文作者:黄权
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 预应力论文; 截面论文; 腹板论文; 结构论文; 钢筋论文; 《基层建设》2017年第26期论文;