湖南华鑫美好公路环境建设有限公司
摘要：由于预应力混凝土连续钢构桥理论和施工技术逐渐成熟，该施工方法在桥梁建设中得以普及，但又存在不同程度的病害。通过统计发现梁体裂缝主要出现在箱梁的支座附近、顶底板、边跨现浇段、跨中腹板等部位。主要表现为：主拉应力裂缝、纵向裂缝、弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝等，本文就此进行简要分析。
关键词：公路桥梁；裂缝成因；预防；方法
1.底板裂缝
1.1成因
此类裂缝多为纵向形式，是在薄壁箱梁底板位置按预应力钢束走向形成的。此类裂缝多在底板下缘位置出现。从长短看，此类裂缝无明显规律，长的能够连续贯通；短的则断断续续。通过调查研究可知，此类裂缝多集中于主梁合拢部位——起拱部位。而底板上的裂缝多为使用中逐渐形成的。出现裂缝后，无形中降低了桥梁的承载力、刚度及耐久性。
通常如果桥梁跨度较大时，需在底板布置预应力束，且布置方向应按照立面形成拱形。底板有预应力筋按桥的立面线性布置，形成拱形。当张拉底板预应力筋时，其产生的荷载与附加荷载产生相应的附加荷载效应。考虑到桥梁的超静定次数及跨度较大，通常在桥梁中跨地板密集布置吨位较大的应力束。这也增加了裂缝出现的几率。
1.2防治措施
第一，应在间距、直径方面合理调整箍筋的数据，保证箍筋产生的拉应力能够平均分布。如需要还可增加短弯钩钢筋，这样可有效提升箱梁钢筋整体性，有效预防崩塌；第二，根据箱梁特点及使用要求重新设计其底部的曲线，尽量规避曲率无穷大的区域，从而将钢束径力降到最低值；第三，充分考虑波纹钢定位，人为控制大转角情况；第四，结合现场监控及时对施工梁的标高进行调整，从而将两端合拢的误差将至最低；第五，为提升箱梁底板的刚度和整体性，可在中点位置设置横隔板。
2.腹板斜裂缝
2.1成因
第一，自上世纪90年代，在箱梁桥的设计中，较普遍地取消弯起束。为有效克服主拉应力，多采取纵向与竖向应力同时作用，这就为斜裂缝的出现埋下隐患；第二，在设计中仅仅考虑到竖向与横向主拉应力，却未能对横向进行深入考虑；第三，由于箱梁的腹板较薄，从而不利于混凝土的浇筑，如果普通钢筋配置再少一些，则出现裂缝就在所难免了；第四，实际操作中如使用精轧螺纹钢，有可能造成竖向应力不足甚至出现松动，没有响应的张拉力，这种不规范操作造成的误差较大，从而为出现裂纹留下隐患；第五，部分跨度较小的桥梁往往对荷载考虑不足，容易引起箱梁的扭转，且各种影响与桥梁跨度成正比；第六，这种原因与施工、设计当中的偏差有直接关系。
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2.2预防措施
（1）腹板斜裂缝防治措施
第一，不断完善箱梁设计理论，正确考虑到偏载、剪力效应的影响；合理选取温度模式，注意各构件的尺寸设置；针对实际桥梁结构特征合理选择适合的配置筋束；第二，施工中必须严格控制相应工序，从源头避免混凝土水化热引发的早期裂缝，针对预应力束的张拉效果与设计要求保持一致；第三，必须配置弯起束，并配置竖向预应力束，充分考虑预应力损失，对于竖向预应力束，应采取二次或多次张拉来提升有效预应力；第四，考虑到钢筋偏差后会直接带来相应的拉应力，这种力与其他拉力叠加直接造成斜裂缝的出现；第五，若普通钢筋位置有偏差，会造成保护层过薄，在外界长期影响下会发生锈蚀问题，进而引发混凝土膨胀开裂；第六，这种裂缝多因竖向应力欠缺所致。
（2）早期腹板裂缝处理措施
第一，合理增设伸缩缝。增加温度伸缩缝能有效分解混凝土表面热化过程中产生的应力；第二，控制温度，根据需要人为控制最大温度值，以此调整混凝土的最大拉应力，常见方法有：调整骨料的温度、用冰水搅拌；第三，根据需要选择水泥，以此调整水化热系数，通常优选级配良好的骨料，所用材料应严格控制比例，合理降低水灰比；浇筑后及时进行振捣降低水化热，这样可有效提升混凝土的抗拉强度和密实度；第四，合理增设控制缝。通过人为调整，增加控制缝可将变形集中于控制缝部位，这样能有效削减弱化变形。如控制缝附近有钢筋则需进行切断处理；第五，分段浇注。当腹板长度＜8m时，几乎没有裂缝出现，反之，当腹板长度8＞m时，裂缝几乎无法避免，为此有必要通过分段浇筑来调整水化热和预应力，。
（3）针对腹板裂缝施工建议
第一，进行桥梁施工时，不同部位所用钢筋应力吨位不宜过大，且应均匀分散，切勿将应力集中于腹板位置；第二，设计过程中应有效控制主应力与剪应力，通常以最高值的60％～70％较为合理，为提升精确值还需尽量选择大型有限元程序进行计算；第三，为有效控制混凝土强度与龄期，还需增加预应力张拉力。考虑到实际工期限制，还需适当增加混凝土不利区域，同时配以相应的施工方法。
3.顶板裂缝
3.1成因
顶板裂缝多因设计或施工中存在偏差所致。如果出现设计问题、预应力问题、孔道问题、灌浆问题、超载及锚固等问题，均会造成顶板裂缝的出现，以下就顶板的横向和纵向裂缝控制进行简单分析。
3.2措施
第一，选择系统标准化的构建拼装系统。所用支架无论为何种材料，必须进行相应的设计，并验算出相应的稳定性与强度。所用立柱必须有足够的承载力，底端应增设垫木传导、分布压力。安装完支架后，应全面检查平面位置与顶部标高，还需重新检查确认支架的纵向及横向的稳定性。所有检查达到设计标准后，才可开展下一道工序的施工；第二，采取有效的措施降低混凝土水化热水平，如：降低水灰比、调整骨料级配、调整水温、适当增加外加剂、减少水泥用量等等。浇筑时应严格按照设计标准控制浇筑厚度，并人为控制混凝土的水化热速度，若温度较高，还需采取措施降低混凝土表面的温度；第三，箱梁混凝土浇注应从正弯矩的地方开始向负弯矩的地方合拢，以预防和减少裂缝的产生，即从中间向两端支点推进。同时，应尽可能一次浇筑完成。梁身较高时可分两次或三次浇筑，梁身较低时可分两次浇筑。分次浇筑时，宜先底部及腹板根部，其次腹板，最后浇顶板及翼板；第四，施工中应充分注意混凝土的浇筑时间、浇筑时气温及保湿养护等问题，严格按设计和施工规范施工。
结论
总之，无论是设计还是施工，若未能考虑到公路桥梁的裂缝成因，就无法保质保量的完成相应的工作。因此，我们应立足实际充分满足相关规范要求标准，推动公路桥梁事业的健康发展。
参考文献
[1]张文才.路桥梁施工裂缝产生的原因及应对策略[J].科技创新与应用2018（10）.
[2]申东.公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及防治措施[J].交通世界,2019(12).
论文作者:严开林
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/25
标签：裂缝论文; 腹板论文; 应力论文; 预应力论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 底板论文; 《防护工程》2019年8期论文;