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摘要：文章通过分析连续梁桥裂缝病害，介绍了出现这些裂缝的主要因素，从设计环节、施工环节提出了处理裂缝病害的有效措施，以供参考。
关键词：连续梁桥；裂缝病害；主要原因；处理措施
引言：裂缝病害始终是预应力砼桥梁构造的一个十分常见现象。大量的连续梁桥在建设或后续运行过程产生多种不同状态的裂痕。其中，最为常见的裂缝主要是边跨现浇段与支座周边到1/4跨区段内的腹板斜裂痕。下文对其常见裂缝展开详细分析。
一、纵向裂缝
纵向裂缝属于顺桥向的开裂。通常在箱梁的顶部、底部的上、下缘均存在很多裂缝，出现该种裂缝现象的因素有许多，常见的有如下几种：
1.1底板径向力偏大，防崩钢筋薄弱造成底板出现纵向裂痕。变截面砼连续梁桥底部一般按抛物线变化，预应力钢束通常是平行底板安装，竖直面为抛物线形状（此处忽略力筋的平弯）。张拉后将出现很强的径向附着力（见图1所示），在纵向曲率半径较小的合拢段，产生的径向力更加突出。根据计算结果，在径向力的作用下，底板下表面会出现较大的横向拉应力，若底板（箍筋）防崩筋配置薄弱，底板（箍筋）防崩筋将会被撕裂，从而在底板底部产生纵向裂缝。
1.3超负荷。车辆的超载对连续梁桥的横向作用很大，纵向弯矩关键受到梁桥本身重力的作用，而横向弯矩就和车辆的重量有密切关系。由此，当车辆超重时，将极易在顶板底缘出现纵向裂痕。
1.4预应力太大造成砼被压碎。在进行全预应力部件设计时，为防止简化图示和实际状况不相符，设计时要保留适当的最大压应力容量。最大压应力容量不能低于1MPa，通常能保留2-3MPa。但部分设计师认为压应力容量愈大愈安全，这是不科学的。
预应力太大导致的纵向裂缝通常难以发现，但其危险性是非常大的。这是由于部件的承担轴向力时，轴向长度由于弹性压力而减小，与之垂直的方向会由于材料的泊松比而出现拉应力。如果压应力太大，将在其垂直方向出现很大的拉应变，在最弱化的界面，通常是顺预应力管路的界面会产生纵向裂缝。该种裂缝顺着梁桥的预应力管路演变下去，渗透的水体顺着管道移动，导致纵向钢筋出现锈蚀，预应力管路腐蚀膨胀，危险性很大。
1.5温度效应预测不足造成砼开裂。温度应力偏大是预应力砼连续梁桥出现纵向裂缝的一个关键原因。据调查研究表明，箱梁上温度应力能够接近甚至超过活载内力。因为箱梁桥上顶板、腹板及底板在1天不同时刻外表和内部的温差不同，如此会在箱梁框架的各个位置当中出现不均匀的变化，进而出现温度自应力。尤其是在顶板、腹板及底板内部和连接位置出现非常大的拉应力，造成砼构造产生开裂现象。
1.6水化热出现裂缝。完成砼浇筑后，在凝固环节，水泥水化出现很多的水化热（当水泥含量在350-560kg/m3之间时，每立方米的砼会散发出17500-27500kJ的热量，令砼内部温度提高75℃左右）[1]。这些水化热集中在砼内部难以散去，造成砼内部气温不断提高，而其外表散热很快，如此就导致内外温差很大，而最大温差表现在底板位置。因为平面变形，出现自平衡的力，令砼外侧受拉。当拉应力大于砼的抗拉性能极限时，将会出现开裂现象，该种裂缝多出现在砼浇筑的中后期。
除以上几种原因外，导致预应力砼连续梁桥纵向裂痕的还有其它因素，如底基不均匀下降；前后浇筑砼收缩不相符；孔口压浆不当，底板保护层厚度不合理；齿板锚固强度筋不足等均会导致该种裂缝的出现。
二、斜裂缝
该种裂缝通常出现在边跨现浇段及支座周边到 1 / 4 跨的腹板上，和梁轴线出现25℃-50℃开裂。且随着时间的变化，裂缝数会逐渐增加，裂缝区慢慢朝跨中区域发展。
腹板斜裂缝属于预应力砼连续箱梁桥中比较典型的裂缝形式，属于结构性裂缝。出现该种裂缝的基本原因在于设计时未全面兼顾到斜截面防剪，非预应力钢筋尤其是腹板内的箍筋与弯起钢筋安装较少[2]。如果竖向预应力耗损很大，斜截面抗剪承重力会严重不足，最终导致腹板产生斜裂缝。据研究显示：竖向预应力的大小会极大影响到全桥上腹板的主拉应力。
腹板斜裂缝关键受到腹板纵向预应力分布方式，以及竖向预应力高低的影响，为此，一定要从设计及施工上加以改善。在设计方面，边跨梁端一定要设弯起束，以往有不设弯起束而造成边跨腹板出现严重开裂的情况。墩顶要设腹板弯起束和连续束，有些设计机构设直束，在该种情况下应全面兼顾到竖向预应力的消耗，可以多估，不能少估。跨中底板预应力分布要科学，令腹板剪应力于纵向及竖向预压力影响下出现的主拉应力不会很大[3]。此外，要确保施工质量，尤其是使长度很短的竖向预应力中有效值和设计值相符合。
三、建议
除上述两种典型的裂缝现象外，预应力砼连续梁桥还有水平裂痕、竖直裂痕。对于这些裂缝现象提出如下几点处理措施：
第一，箍筋（防崩钢筋）布置要科学，合拢段能适当加密加强。在跨中截面位置能安装横隔板，由此提高顶板、底板的总体刚度，充分预防底板出现裂缝。
第二，底板纵向束尽可能选择大吨位预应力部件，单层布束，降低底板受力的繁杂性。并尽可能接近腹板安装，降低径向压力对底板出现的横向跨中弯矩，防止梁底产生开裂现象。
第三，在顶板分层布束过程让长束向上，短束向下，相同列的钢束管道尽量上下对齐，有助于确保砼的浇筑性能。设横向预应力，防止温差太大导致顶板开裂。
第四，施工时要根据设计标准配置水灰比。尽可能采用低热和中热水泥，像矿渣水泥、粉煤灰浆液等。同时，优化骨料级配，增添粉煤灰和高效减水剂等来降低水泥用量，减少水化热。浇筑过程要尽量一次性操作完成。当梁体很高时，分2次浇筑。在分次施工时，先浇筑底部和腹板根部，然后腹板，最后施工顶板和翼板。浇筑结束后，及时以湿润的草帘、麻布等铺盖，并注重喷水养护，合理延伸养护周期，使砼表面慢慢冷却，避免内外温差太大，在表面出现不规则的开裂情况。
第五，选择分批张拉预应力部件，及时注浆后接着张拉下一批。针对超长的钢束孔口压浆，能采取二次压浆，由此防止压浆不密实以及水泥浆出现干缩间隙问题。
结束语：综上所述，预应力砼连续梁桥裂缝病害非常复杂，若能从设计及施工两方面引起重视，这些问题都是能够避免的。
参考文献：
[1]代征军. 变截面预应力混凝土连续梁桥腹板斜裂缝病害分析及处治办法[J]. 工程与建设,2015,29(05):704-706.
[2]洪晓龙,吴仁义,张亚爽,王平. 温度作用下连续梁桥上CRTSⅡ型板板端宽裂缝对钢轨应力以及桥墩纵向力的影响研究[J]. 铁道建筑,2013,(06):135-138.
[3]刘毅,胡婷,苏明星. 变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺[J]. 交通科技,2009,(S1):26-28.
论文作者:夏沈芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/28
标签：裂缝论文; 预应力论文; 腹板论文; 底板论文; 应力论文; 纵向论文; 顶板论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;