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摘要：近几年来，由于桥梁建筑事业的不断发展，预制小箱梁的桥梁结构也在桥梁设计中得到越来越广泛的应用。但是，正是因为在桥梁设计当中广泛应用，使得预制小箱梁在施工过程中存在着施工控制不够严格，实际操作不恰当，养护不到位等各种各样的施工问题导致预制小箱梁的裂缝问题层出不穷。要保证好桥梁的质量，就要从控制小箱梁的裂缝开始。本文就对预制小箱梁裂缝成因分析及处理进行探讨。
关键词：预制小箱梁；裂缝成因；处理
1预制小箱梁裂缝及成因分析
1箱梁腹板的裂缝
1.1裂缝形态
这类裂缝一般发生在梁端至1/4跨中处，病害严重的箱梁裂缝会扩展到整个腹板截面。其裂缝多与梁板成45°左右夹角，或斜向延伸至底板，在腹板底部与底板结合处纵向发展，或向上延伸至顶板，腹板和顶板间的纵向裂缝连通，裂缝宽度一般在0.2mm以上，个别桥梁的腹板斜裂缝宽度甚至超过2mm，裂缝深度一般贯穿整个腹板截面。造成小箱梁腹板裂缝的主要原因有以下几点。第一，设计考虑不周，在上个世纪的时候，受当时条件的限制，小箱梁的设计往往片面追求经济效益而被过度优化，安全系数较低；特别是某些小箱梁的腹板过于薄弱，腹板箍筋设计为单肢，且较为稀疏，难以满足抗剪要求，造成梁体在未达到设计荷载的时候，就出现腹板裂缝。由于腹板太薄，箍筋又少，梁体抗剪储备不足，箍筋不足以限制裂缝的发展，所以，裂缝一旦出现，箍筋应力就很大，随着荷载的反复作用，裂缝进一步增长和扩宽，使梁体的整体刚度降低，承载能力下降。随着时间的推移，在荷载的不断作用下，梁体状况加剧恶化，最终趋于破坏。第二，施工原因。如支座脱空导致箱梁受力畸变，或者是模板定位不准确导致腹板厚度进一步减弱等，这些都会导致腹板裂缝的产生。
1.2顶板的纵向裂缝
这类裂缝一般出现在腹板与顶板交接的位置，或者是梁板湿接缝位置，间断或不间断纵向分布，局部甚至出现混凝土碎裂现象，从而造成桥面防水层损坏，梁体铰缝渗漏严重，横向连接失效，单梁受力现象比较明显。此类裂缝的产生，主要是汽车轮载对箱梁顶板的局部受力所引起，在进行小箱梁设计的时候，设计院一般会使用平面杆系软件进行计算，但是一般不会进行轮载作用下的结构局部计算分析。常见的小箱梁横向布置如图1所示。在很多情况下，图1中L2的距离往往比L1的距离还大，使得湿接缝处的弯矩往往较大，此外，该处的施工质量往往相对较差，而国内汽车超载的现象又比较普遍。综合各种因素，使得小箱梁湿接缝位置容易出现纵向裂缝。
图1小箱梁横向布置图
1.3底板纵向裂缝
箱梁的底板纵向裂缝，这种裂缝多出现在箱梁底板的中部，其分布形态是不连续的纵向裂缝，裂缝的宽度可达0.31 mm，是众多裂缝中宽度最大的裂缝。
2预制小箱梁裂缝控制
2.1严格控制混凝土的浇筑顺。
混凝土的浇筑必须遵循“从低到高，水平分段，上下分层，连续浇筑，一次成型”的原则进行。并且要合理控制水平分段浇筑的长度，保证相邻两次浇筑时间间隔不能超过混凝土的初凝时间。
2.2严格控制钢筋的保护层厚度
为了保证混凝土对钢筋的握裹力，避免在钢筋对应的位置出现裂缝，钢筋的保护层厚度必须满足设计要求。施工中应对钢筋的保护层厚度增加检测频率，对钢筋的绑扎质量严格控制。
2.3严格控制混凝土原材料的质量
混凝土的工作性能、强度、耐久性能很大程度上取决于原材料质量。同时因原材料质量变化，如水泥细度、需水量变化、外加剂减水率变化等，混凝土的配合比也要做相应调整，实际施工中并没有通用的固定配合比。小箱梁混凝土原材料主要有水泥、骨料、水、外加剂等，配制混凝土所用的原材料必须符合有关混凝土技术规范规定，同时还应满足以下要求：①水泥：对于采用高强混凝土的小箱梁，必须注意施工时混凝土的水化热问题。降低水化热最高温度可以减小混凝土内部与表面的温差，因此应使用水化热较低的硅酸盐水泥，避免使用水化热高的水泥；②粗骨料：粗骨料要求为非碱-硅酸和非碱-硅酸盐反应活性的。粗骨料要选用质地坚硬、级配良好、同一产地、同一颜色、同一规格的碎石；③细骨料：细骨料要选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、同一细度模数的中砂；砂最关键的试验项目是细度模数和含泥量，砂子太细或含泥量过高，会增加混凝土的干缩裂缝；④外加剂：为了防止混凝土的早期收缩裂缝与徐变，避免过多的气孔产生，可以掺入适当的混凝土添加剂。采用高效缓凝剂使混凝土初凝时间比箱梁浇筑时间更长，避免混凝土浇筑过程的初凝开裂。
2.4严格控制混凝土的搅拌和运输
混凝土的拌制、输送、浇筑是小箱梁混凝土施工中的重要工序，直接影响着混凝土的内在质量和外观质量，混凝土拌合时要经常检查拌制设备和计量装置是否保持良好的状态，并严格按配合比计量。特别是外加剂的计量装置要加强复核。搅拌时宜先加入细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂，搅拌均匀后再加入所需用水，待砂浆充分搅拌后再加入粗骨料，并继续搅拌均匀；其搅拌、运输混凝土至全部混凝土卸出时间不应过长。混凝土的搅拌时间和运输时间如果过长，会导致整个结构产生细裂缝。
2.5加强混凝土的振捣
确保混凝土的振捣质量，采用插入式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍，对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝土离析。振捣过程中，注意避免碰动钢筋和各类预埋件，特别注意保证波纹管不碰动、不移位。
2.6加强混凝土的养护
各梁场应加强对小箱梁养护工作的管理，设置专职的养护人员。灌注完成混凝土的梁段，在混凝土表面收浆后，立即进行覆盖和洒水养护，对外侧模板应适当喷水降温，对箱体内模板可考虑在箱室内预先搁置钻有小孔眼(间距约30cm)的胶皮水管，外接压力水源，适时放水自动喷淋模板湿润降温。模板拆除后，顶板面应覆盖干净的湿润麻袋养护。麻袋和梁体侧表面应经常洒水，保持湿润状态，箱体内侧表面混凝土，仍采用钻有小孔眼的胶水管适时放水自动喷淋养护，混凝土洒水养护期必须保证在7d以上。
结语
桥梁的质量关乎着人民群众的生命安全和国家的财产安全，只有从真正意义上重视小箱梁的设计质量、施工质量，预防和控制好小箱梁的裂缝，才能真正有效提高小箱梁的质量，才能缩短我国在小箱梁建设方面与国外的差距。总之，只有控制好小箱梁的质量，才能使得预制小箱梁的截面抗扭强度比较大，抗弯强度也比较大，同时预制小箱梁的结构设计比较便宜，施工的速度也比较快等优点得到充分的发挥，更好地推动了小箱梁在桥梁建设中的广泛应用。
参考文献
[1]施旭锋，张治成，肖海波.预制小箱梁裂缝修补后受力性能试验设计[J].华东公路，2015，05:21-24.
[2]马一帆.带裂缝预应力小箱梁的受力分析[D].郑州大学，2014.
[3]郑霜杰.预制小箱梁病害分析[J].内蒙古科技与经济，2010，02:92-93.
论文作者:李素军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/23
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 腹板论文; 小箱论文; 骨料论文; 纵向论文; 质量论文; 《基层建设》2017年第31期论文;