滨州市公路管理局公路养护处 山东滨州 256600
摘 要：混凝土薄壁箱梁广泛应用在现代大跨桥梁结构中，主要是因为其不仅具有良好的结构整体受力性能，而且具有良好的跨越能力。但我国目前修建的混凝土薄壁箱梁桥中,多存在开裂的问题。本文首先分析了混凝土箱梁桥施工过程中裂缝得具体形成原因，并针对性地提出了有效预防混凝土箱梁桥开裂的方法，以供参考。
关键词：混凝土箱梁;裂缝;防治措施
混凝土薄壁箱梁广泛应用在现代大跨桥梁结构中，主要是因为其不仅具有良好的结构整体受力性能，而且具有良好的跨越能力，它不仅适用于正负弯矩交替出现的连续梁等多种的桥梁体系中,而且也适用于承受负弯矩悬臂梁等桥型中。伴随近些年国内大规模的桥梁建设，混凝土薄壁箱梁存在诸多问题，其中较为严重的一种问题是开裂。
1.混凝土箱梁裂缝的成因
1.1混凝土箱梁设计理论缺乏完善
伴随施工技术的进步和高强材料应用的发展，现代箱较多的选择使用薄壁倒梯形，宽悬臂板朝着预应力的多箱单室、单箱单室方面发展，关于钢筋混凝土箱形梁的现行设计，其应力以及内力的分析多采用对矩形梁以及T形梁中使用的线弹性理论，其承载力的抗裂性采用极限状态法予以确定[1]。由于当前采用的设计方法难以为结构的可靠性提供保证，因此不能考虑其为轴向、弯扭作用的耦合特征。导致混凝土箱梁裂缝问题的主要因素是不完善的设计理论，其中由于荷载而导致的裂缝是主要的表现。
1.2荷载导致的裂缝
受到荷载作用箱梁截面多产生横向以及纵向的弯曲、扭转以及畸变(扭转变形)四种较为典型的变形，应力分别可在箱梁对应的底板、顶板、腹板、横隔板产生。
1.3 收缩诱发裂缝
实际的工程中混凝土裂缝常见的诱因是收缩，其中混凝土体积出现变形的主要因素是塑性收缩、缩水收缩，除此之外，还包括自生和碳化两种收缩[2]。就塑性收缩而言，多在施工过程中或者混凝土浇筑后的45h发生，这一时间段水泥易出现激烈的化学反应，形成分子链，进而导致泌水以及水分的快速蒸发，混凝土由于大量地失水出现收缩和骨料下沉的情况，但由于此时的混凝土并未出现硬化的现象，因此被称为是为塑性收缩。就缩水收缩而言，由于混凝土表层的水分多快速损失而内部的水分则损失速度较慢，因此多表现为不均匀收缩，即表面收缩大而内部收缩较小的，其变形被内部混凝土约束继而影响着表面混凝土的承受拉力，收缩裂缝的产生多出现在表面混凝土的承受拉力高于混凝土的抗拉强度。就沉陷裂缝而言，受到结构地基土质松软和不均等方面的影响，在冬季模板需要支撑在冻土上，但受到化冻后受力不均的影响容易出现不均匀的沉降，进而促使混凝土结构中出现裂缝。就温度裂缝而言，由于混凝土本身具热胀冷缩的性质，因而混凝土结构受外部环境以及内部温度变化的影响，混凝土变形受约束时应力便产生在结构内部吗，一旦应力高于混凝土抗拉强度便可导致温度裂缝的产生。就化学反应诱发的裂缝而言，碱性的离子在混凝土拌和后产生，并同某些活性骨料相互作用，即化学反应，并将环境中的水分予以吸收，进而增大自身体积，导致裂缝出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.混凝土箱梁裂缝预防方法
2.1设计理论的完善
2.1.1合适桥梁体系的选择
综合考虑混凝土箱梁桥的设计，合适桥型的选择以及合理桥跨的布置非常重要，其主要目的在于保持桥梁结构能够在恒载作用下受的较为均匀的作用力，进而保证明确的力线传递存在。
2.1.2空间结构的分析
混凝土箱形梁桥作为空间受力体系，需要在施工的过程中重视截面翘曲以及剪力滞造成的影响，因而需要借助于空间受力来分析，其主要目的在于为混凝土箱梁底板、顶板、腹板及横隔板受力在要求之内。
2.1.3桥梁构造设计的加强
国内桥梁设计多存在构造方面的问题，构造的好坏不仅与施工的便利程度之间存在正比例关系，而且严重影响着结构力线的传递效果[3]。在设计的过程中，需要以结构力学分析结果作为参考依据，受力较大区域需要保持与主拉应力方向的一致，进一步配置受拉钢筋。
2.2施工步骤的完善
2.2.1干缩裂缝预防
主要包括以下五方面：a.水泥选则较小收缩量较小种类；b.对混凝土早期的养护予以强化处理，在适当时间延长对延长混凝土的养护时间；c.对混凝土的搅拌以及施工中的配合比进行严格的控制；d.混凝土出现干缩的程度受水灰比的影响，即水灰比与干缩情况成正比例关系；e.将合适收缩缝设置在混凝土结构中。
2.2.2塑性收缩裂缝预防
主要包括以下五方面：a.选用硅酸盐或普通硅酸盐水泥时，需要注意其干缩值和早期强度，其中干缩值较小和早期强度较高为佳；b.为保持混凝土终凝前表面的湿润需要及时的覆盖塑料薄膜；c.浇筑混凝土前浇水, 其主要目的在于保持基层、模板能够得到均匀的湿透以及振捣的密实；d.严控水灰比；e.高温以及大风天气，设置遮阳或者挡风的设施以便能够及时的养护桥梁。
2.2.3沉陷裂缝预防
主要包括以下五方面：a.上部结构施工前，松软土、填土地基应行夯实加固操作； b.预防浇筑过程中混凝土地基遭受水的浸泡；c.为保证支撑的牢固以及地基能够受力均匀，需要保持模板的强度以及刚度；d .模板拆除时间不宜太早，并需要要牢记模拆除的先后次序；e.在冻土上搭设模板前，需要采取相应的预防措施。
2.2.4温度裂缝预防
主要包括以下八方面：a.水泥选用低热或者中热型；b.混凝土温度监控的加强；c.水灰比的降低；d.骨料级配的改善；e.水泥用量的降低；f.混凝土中掺加定量减水等作用外加剂，其主要目的在于改善混凝土拌合物的保水性和流动性，将热峰出现时间予以推迟；g.混凝土搅拌加工工艺的改善； h .混凝土养护的加强，为混凝土表面的缓慢冷却提供保证。
3.混凝土箱梁裂缝的修补方法
混凝土箱梁裂缝的修补方法主要包括以下六种：（1）表面处理法，该方法适用于＜0.2mm、深度未及钢筋表面、不渗漏水的裂缝，这是因为此类细而浅，浆材难以灌入[4]。采用表面处理法不仅可以恢复构件表面的美观，而且可以有效地提高其耐久性。在具体的施工过程中，首先需要采用钢刷打毛、清洗欲铺设薄膜的混凝土表面，干燥后采用环氧树脂填平。（2）填充法，当裂缝宽度超过0.3mm时采用环氧树脂材料进行裂缝填充,该操作简单且成本较低；宽度低于0.3mm时采取开“ U” 形或“V ” 形的槽后进行填充。（3）灌浆法，低于0.3mm的裂缝行表面封闭，缝宽超过0.3mm则行灌浆修复，灌浆法的应用范围较广且处理的效果令人满意。（4）结构补强法，由于超过荷载而导致的裂缝，长时间没有被处理对混凝土的耐久性造成影响，出现上述现象可采取断面补强法、锚固补强法、预应力法等结构补强法予以弥补。（5）混凝土置换法，该法多用于混凝土遭受严重性的损坏，其需要先剔除掉已损坏的混凝土，随后置换新混凝土。（6）电化学防护法，其中常用的3中方法是阴极防护法、碱性复原法以及氯盐提取法，为能够在介质中产生电化学作用，电化学防腐采用施加电场发生作用，改变混凝土所处状态，将钢筋钝化，其主要目的在于防腐。
4.结束语
本文首先分析了混凝土箱梁桥施工过程中裂缝得具体形成原因，并针对性地提出了有效预防混凝土箱梁桥开裂的方法及修补方法，其不仅在一定程度上为混凝土箱梁桥的设计提供了保障，而且在一定程度上为施工以及其后的良好发展提供技术保障。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术,2011(5):5-9 .
[2]杨涛.预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治措施[J].山西建筑,2015,33(8):315-316.
[3]李成玉.混凝土桥梁裂缝成因及防治措施[J].铁道建筑,2012(9):7-9.
[4]孙小霞.桥梁结构的裂缝原因分析[J].辽宁交通科技,2014(2):35-36 .
论文作者:张国强
论文发表刊物:《科技中国》2016年10期
论文发表时间:2017/1/5
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 结构论文; 桥梁论文; 水灰比论文; 目的论文; 方法论文; 《科技中国》2016年10期论文;