（中铁二十一局集团第六工程有限公司，北京，101111）
【摘 要】预应力混凝土连续箱梁在大量的工程应用当中都暴露出了非常明显的裂缝问题，因此对其加固方法的研究以及对其原因的分析受到了人们的普遍关注。本文针对常见的裂缝形态进行了总结，并且对其开裂原因进行了分析，同时立足于多年研究裂缝和加固实践的经验，将加固设计的方法提了出来，并且以工程实例为根据介绍了加固设计方法。
【关键词】预应力连续箱梁；裂缝；加固
要想有效地防治预应力混凝土连续箱梁裂缝，就必须要对裂缝的不同类型进行分析，并且将导致这些裂缝的原因找出来，对其损伤进行评价，才能够将合理的加固设计提供出来，这样在完成加固之后能够有效的提升桥梁结构的耐久性以及承载力。本文针对加固设计的方法进行了分析和介绍。
1．常见的预应力混凝土连续箱梁裂缝种类
①底板弯曲裂缝：底板弯曲裂缝在跨中部位箱梁底板当中非常常见，其具有非常强的裂缝方向性，如果一些单条裂缝比较严重就会沿着横向通长。导致底板弯曲裂缝的主要原因就是弯曲应力，并且由此而得名。
②顶板横向裂缝：这种裂缝具有“散、碎”的特点，横桥向是其总体的特点。一般来说这种裂缝通常具有不大的裂缝宽度，而且也具有较短的长度，同时还呈现出裂缝集中的趋势。
③腹板弯曲裂缝：在跨中断面两侧两到三厘米的范围当中的箱梁腹板上腹板弯曲裂缝比较多见，而且裂缝的分布形态基本上属于竖向分布，各个裂缝之间具有均匀的间隔距离，如果与跨中偏离的比较远就会出现一定的倾斜。
④腹板弯剪裂缝：该裂缝条数比较少，呈现出倾斜的状态。
⑤腹板竖向裂缝：该裂缝会在腹板上随机的出现，呈现为竖直的状态，分布不均衡[1]。
2．导致裂缝现象的原因
①由于静、动荷载等产生的直接应力，也就是常规计算的主要应力而引发各种裂缝。
②在外荷载的作用下，由于结构次应力而产生裂缝现象。导致这种情况的主要原因就是一些结构物的实际工作状态并不符合常规计算模型。
③由于外形变化也会引发裂缝的出现：比如结构由于不均匀沉降、膨胀、收缩以及温度等各种因素而出现的裂缝。在这里我们必须要注意到的是，通常是要求结构变形却并没有充分的满足变形的要求，从而导致应力的产生，结构的刚度在一定程度上与应力具有关系，只有具备超过一定数值的应力才会导致裂缝的出现。在出现裂缝之后，就可以部分满足或者完全满足变形的要求，这时候刚度就会下降，而且有松弛的情况发生在应力当中[2]。
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3．加固设计的概念
所谓的加固设计主要指的是通过采取一定的措施，提升整个结构或者其中部分构件的使用性能以及承载能力，从而使新的要求得到充分的满足。在对预应力混凝土连续箱梁裂缝实施加固设计的时候首先要对裂缝分布及具体性状具有清楚的了解，并且将导致开裂的真实原因找出来，这时候就要以被加固桥梁今后需要的使用状态以及承载力水平等为根据实施有效的加固设计。加固设计的措施主要包括针对截面采取的措施以及针对整体结构采取的措施。其中针对整体结构的措施的主要原理就是使整体结构的受力状态得以改变，使其承载能力得以提升或者恢复，从而能够与新的要求相适应；针对截面的措施的主要原理是针对某一破损开裂截面，使其抗剪强度或者抗弯强度得以提升，最终使整个结构的承载力水平得以提升。加固设计通常包括以下几种方法：体外预应力加固法、增大构件加固法、增大截面与配筋加固法、粘贴钢板加固法以及粘贴碳纤维片加固法等。
4．加工设计在工程当中应用的实例
跨清水河特大桥在后期检查的过程中发现有不同程度的斜裂纹出现在主航道桥边跨梁端腹板当中，主要病害为：大量的斜向裂缝存在于左右两幅桥梁体腹板当中，在同一箱梁两侧腹板当中裂缝的对应关系较好。经过分析，我们发现受力裂缝属于腹板斜裂缝的主要性质，同时对其形成原因进行了归纳，提出了以下两种加固设计措施：
①方案一：要对受损截面的刚度和强度予以加强，选择采用粘贴钢板的措施：首先清理梁体的裂缝，使得病害处梁体的刚度得以提升，同时还能够使其整体受力在以后的工作过程中得以实现；随后采用粘贴钢板的方式对病害部位梁体实施补强处理，使得截面的强度得以被动增加；最后修补伸缩装置以及桥面等非结构病害，从而使全桥的工作性能得以提升。
②方案二：立足于损伤的发展趋势、部位以及程度，我们可以发现，相对于原设计意图而言，桥梁结构目前的整体工作状态已经出现了严重偏离的情况。因此，应该使桥的整体应力状态得以改善，而不是仅仅补强和修补桥梁局部。从总体上来说，全桥的内力因为边跨斜裂缝的产生和发展已经出现了重分布的情况，导致不断增大的情况出现在跨中弯矩，出现了包括梁底部横向裂缝在内的很多损伤，全桥的承载力已经严重地下降，而且正在处于不断下降的过程当中。立足于此，加固设计应该要使整个桥梁整体的应力状况得以改善，并且使受损截面的强度和刚度得以增强，从而能够保证整个桥梁在今后的承载状况与桥梁的原有设计意图相符合。只有采取主动的加固方式，才能够使现在桥梁的应力状况得以改善。具体的施工措施为：首先，认真的清理梁体裂缝等损伤，使损伤处梁体的刚度得以提升，这样其就能够保证整体受力在以后工作过程中的实现；随后以加固预应力束位置为根据实施植筋施工、将预应力束管道预留出来，然后对混凝土进行浇筑；随后将预应力施加上去，使应力状态得到主动改善；采用粘贴碳纤维布、钢板等措施对损伤部位梁体实施补强，使得截面强度得以被动增强；最后，修补伸缩装置以及桥面等非结构病害，从而使全桥的工作性能得以提升[3]。
5．结语
在本次工程当中最终选择了方案二进行加固设计，现在已经完成加固工程，也具有良好的加固效果。总之，在具体的加固设计当中必须要严格地遵循加固概念的原则，这样就能够有效地对加固设计当中的问题进行归纳，由于很多原因会导致预应力混凝土连续箱梁出现裂缝，因此，需要对导致箱梁裂缝的原因进行认真分析，从而能够提出科学合理的加固方案，最终能够保证工程加固目的的实现。
参考文献：
[1]邹丽霞. 浅析箱梁裂缝病害检测及处治[J]. 中国新技术新产品. 2011(13)
[2]王喆. 应力混凝土箱梁裂缝成因及防治措施[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2012(03)
[3]郭涛. 高速公路工程中连续箱梁裂缝机理与预防探讨[J]. 山西建筑. 2010(29)
作者简介：
李永超，男，汉族，河北保定人，1981年生，工程师，主要从事铁路修建工作。
论文作者:李永超
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年6月总第199期供稿
论文发表时间:2015/10/14
标签：裂缝论文; 腹板论文; 应力论文; 预应力论文; 结构论文; 截面论文; 刚度论文; 《工程建设标准化》2015年6月总第199期供稿论文;