中铁九局集团第二工程有限公司
摘要：近年来，现浇预应力混凝土连续箱梁被广泛的应用在平原地区的高速公路施工建设中，伴随着社会经济的发展和路桥施工技术理念的进步，现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术日益成熟。但是它随着工程设计、使用要求、结构性能的不断提升面临着新的挑战，其裂缝是混凝土工程中最为常见的缺陷之一。本文就现浇预应力混凝土箱梁裂缝产生的原因进行分析，提出有关的预防和控制措施。
关键词：预应力混凝土；高速公路；裂缝
预应力混凝土连续箱梁结构一起整体性好、跨度大、稳定性高以及减少桥面伸缩缝数量且行车舒适的优势得到了广泛的应用，尤其是在高等级公路工程施工建设中更是发挥出无与伦比的优势。在当今的现浇预应力混凝土连续箱梁施工中，一般都是不准出现裂缝的，其一旦出现裂缝，无论是从美观性还是从结构性的角度分析，都有着极为严峻的危害。因此，在目前工作中如何提高其设计和施工质量已成为桥梁建设人员共同面对的问题，也是主要的施工难点。
一、预应力混凝土连续箱梁分析
预应力混凝土连续箱梁由于本身刚度大、整体性好、施工速度快、跨度大、施工经济性可靠的优势得到了广泛的应用，尤其是在那些大跨度、高等级道路工程施工建设中更是得到了前所未有的重视。然而，伴随着社会经济发展和道路工程施工技术的日益成熟，越来越多的施工人员对于工程施工技术、设计方案提出了新要求，同时受到车辆行驶密集和荷载增加的影响，使得整个桥梁因为长期处于超载和超限的影响而产生了结构性破坏，其中以裂缝问题最为突出。为此在目前的工程项目中，预应力混凝土连续箱梁施工技术逐渐受到人们重视。
1、预应力混凝土概念
预应力混凝土是一个与传统普通的混凝土结构相对的混凝土结构，它在施工中有着材料使用少、施工性能高的优点，同时在施工的过程中比普通混凝土相比较有着施工工艺复杂、施工技术要求高、施工科技含量高的特点。在现代化工程施工项目中，这一技术已经广泛的应用在各类工程项目中，尤其是在桥梁工程中，更为常见和广泛。所谓的预应力混凝土技术主要是指在传统的混凝土结构中，通过布置钢筋、钢索以及其他的预应力筋，从而提高结构的整体性和抗荷载能力，同时使得受拉区域的混凝土预先具备一定的抗拉力能力。在混凝土工程中你，预应力的布置主要是用来减少或者是抵消荷载所引发的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在最小范围之内，甚至是处于受压状态之下，以推迟混凝土裂缝的出现和开展。
2、预应力混凝土连续箱梁施工特点
预应力混凝土连续箱梁结构在施工的过程中有着施工材料的应用少、施工工艺复杂性高、技术要求严格的特点，在一定程度上影响和制约着预应力混凝土连续箱梁结构的发展与推广。在过去多年的工程施工中，人们也逐渐认识到这一问题，在施工的过程中逐渐的对预应力混凝土连续箱梁施工技术进行简化和总结，使得其逐渐形成了一套系统、综合、完善的施工技术，施工质量和管理策略都得到了有效的控制。这一结构体系不但具备着预应力梁结构的良好使用性能，同时省去了常规预应力结构施工中所消耗的留孔、穿梭、张拉、压浆等工序，使得施工工序得到有效的简化，但是其是用钢梁却得到了极大的增加，以至于大多数国家和地区在施工中难以得到有效的推广。可见在目前的工程施工建设中我们有必要采取新技术、新方法来进行管理，以保证工作的顺利进行。
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二、预应力混凝土连续箱梁结构裂缝产生原因分析
就近年来的预应力混凝土连续箱梁结构的施工实践进行综合分析，在施工的过程中其裂缝的产生离不开以下几方面的原因，其主要包含了：
1、墩顶两侧腹板引起的垂直裂缝
以某桥梁为例，在施工的过程中是以3孔一联的方式进行的，其结构为预应力砼变截面连续箱梁，顶板砼浇注5天后，顶板砼强度为46.5Mpa，是设计强度50Mpa的93%，我们拆除翼板模板和腹板模板，发现9、10号墩墩顶两侧均有垂直于梁体的裂缝，裂缝呈上宽下窄形式，裂缝开始于翼板悬臂处（第一次浇注砼的终点），终于腹板高度的1/3~1/4处。以上裂缝很有规律性，说明产生原因相同：
①地基不均匀沉降造成，9、10号墩除支架支撑在系梁上和墩顶上，支架弹性压缩变形在浇注砼后瞬时完成，而远墩处均为经过换填处理的软土地基，砼浇注12小时后发现地基还在一直下沉，而此时墩顶处已不再下沉，因此远墩处砼下沉对墩顶砼产生拉应力，导致墩顶两侧砼开裂。
②砼浇注顺序对产生以上裂缝有直接关系，由于是变截面梁，9、10号墩处梁体最高（梁高2.3米），跨中1.5米高，浇注砼时只顾及由最低点向最高点浇注的原则，因此用两台泵车同时在两个中墩初开始浇注砼，而9、10号墩处支架下沉瞬时完成，其它部位却一直在下沉，导致砼开裂。综上所述，地基处理不到位是腹板产生裂缝的主要原因，因此对于采用支架法现浇连续梁施工地基处理是重中之重。
施工前必须及早对地基（特别是南方软土地基）进行处理，可采用换填法和周围挖排水沟用井点法降水使地基固结，减少后期下沉量；支架安装后必须对支架和基础进行预压，消除支架非弹性变形。浇注砼时必须遵循现浇注地基薄弱处和正弯矩最大处，使地基变形和支架变形在砼浇注初始即发生的原则。
2、墩顶处翼板底部产生裂缝
裂缝位置与腹板裂缝位置一致，缝宽只有腹板裂缝宽度的1/4左右，裂缝深度较小（只有5mm），而且从悬臂端部向翼缘方向衰减。砼的干燥收缩率随砼龄期的增长而衰减，一般在浇注砼7d后收缩已经很微小，然而箱梁顶板翼板都在底板和腹板砼浇注后7~8天后浇注（设计上一般要求在4d内浇注顶板砼，实际上不可能）。
此时，顶板、翼板与腹板砼龄期相差7~8d，收缩率相差较大，因此顶板、尤其是长条翼板砼收缩受到腹板、底板和横隔梁组成的格子梁体的共同约束，加上腹板在横隔板处已经产生裂缝，故翼板在此处产生裂缝。一般来讲，设计上考虑结构总体受力较多，对构造上的考虑较少。某大桥翼板底层纵向钢筋布置为直径12mm钢筋、间距15cm，这从构造上讲，配筋率还是偏低的。综合以上原因，我认为在设计时考虑在翼板底部加铺直径为10mm的防裂钢筋网（只在收缩受约束较大，而又无法释放集中应力的中横梁附近）；施工时尽量缩短两次浇注砼的时间差；加强砼的养生。做到这些、虽然不可能完全避免裂缝，但是至少可以减少裂缝或减小裂缝宽度。
三、结束语
总之，预应力连续箱梁产生裂缝的原因多种多样：砼配合比、砼振捣质量、温度变化、保护层厚度、钢筋锈蚀等。笔者就施工中遇到的以上几种裂缝形式进行简单分析，供同行参考。只要桥梁设计者和建设者共同努力，相信裂缝问题是可以解决的。
参考文献：
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[2] 单成林.大跨悬臂空心桥墩病害成因分析及加固对策[J].中外公路.2008（04）
论文作者:宫井东
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/27
标签：裂缝论文; 预应力论文; 混凝土论文; 腹板论文; 结构论文; 地基论文; 顶板论文; 《基层建设》2016年9期论文;