连续箱梁裂缝问题探讨

　　一、前言

　　箱形截面是大跨径连续梁桥最适宜的横截面型式。其主要优点有：(1)截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性。(2)顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效的抵抗正负弯矩，并能满足配筋的要求，(3)适合于现代化施工方法的要求。(4)承重结构与传力结构相结合，使各部件共同受力，同时截面效率高，适合于预应力混凝土结构空间布束，能收到良好的经济效果;(5)适合于修建曲线桥，具有较大适应性;(6)能很好适应布置管线等公共设施等优点。因而，箱形截面形式在现代各种桥梁中均得到广泛应用。然而随着箱梁结构的广泛使用，箱梁的结构的一些缺点也逐渐暴露出来。

　　二、连续箱梁常见的裂缝

　　1、材料引起的裂缝。预应力混凝土粗集料要求级配良好,如果级配不良会造成沉缩裂缝;细集料要求使用中砂以上砂粒,且含泥量有严格规定;对粗细集料都必须严格控制针片状颗粒含量。如细集料含泥量和泥块含量高,搅拌后就不能拌和均匀,而在泥块集中的部位发生龟裂;粗集料的针片状含量大或者级配不好,就很容易在粗集料周围产生沉缩裂缝;此外如果水泥质量不合格或者发生变质就很容易在水泥结块的地方发生龟裂裂缝。

　　2、干缩引起的裂缝。干缩裂缝多出现在桥梁工程施工中混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。当砼内毛细水减少时，会引起毛细管内压力增大，使管壁受到压力，其压力随温度减小而增大，表现为体积的“干缩”。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,在连续箱梁平面部位多见,而较薄的梁肋中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀从而影响连续箱梁的耐久性、承载力等。

　　3、养护不当形成裂缝。预应力混凝土养护需水量大,不覆盖任何东西,梁板在空气中不能保湿,也就不能使梁板很好的发生水化作用,提高强度。此外裸露在空气中的箱梁白天会达到很高的表面温度,晚上气温下降,从而产生裂缝。但是也不能覆盖太严密,覆盖太严会造成混凝土大量水化热无法散发而形成温度应力裂缝。

　　4、施工工艺不当引起裂缝。混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;上料速度慢浇筑时间长或浇筑时气温高,造成坍落度损失,致使振捣困难,甚至造成混凝土强度丢失,从而形成裂缝;施工前对支架压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架产生不均匀下沉导致混凝土出现裂缝;拆除支架时应迅速且顺序正确;张拉预应力筋时张拉力过大使箱梁顶板开裂,如张拉力不足,在荷载作用下底板易产生裂缝。

　　5、温度变化引起的裂缝与防治。由于现浇连续箱梁的体积较大,大量的水化热聚积在梁体内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而连续箱梁梁体表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使梁体表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,梁体表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在桥梁浇筑的中后期。连续箱梁的温度裂缝的走向多平行于短边。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄

　　三、防治措施

　　1、加强设计。设计预应力钢筋混凝土箱梁时应借助有限元分析软件进行全面、 细致的空间分析，以全面了解桥梁的受力情况，合理配置钢筋， 确保预应力钢筋混凝土箱梁的拉应力和剪应力主要由钢筋承担。在选用混凝土材料时,针对连续箱梁工程现状,应使用水化热较低的硅酸盐水泥,不应使用水化热较高的水泥。必须选用材质坚硬、干净的中粗砂;粗骨料的最大粒径、级配、强度均要满足规范要求,并要严格控制含泥量。

　　2、加强养护。砼浇筑完成后即进行养生，能促进硬化作用得以充分发挥，防止干缩裂缝的出现。及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,使砼表面保持绝对湿润，防止砼时干时湿，致使顶板开裂，在寒冷季节,梁体表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。

　　3、规范施工。改善场地严格按照施工规范操作进行,开工前彻底检查台座、模板以防止出现角落裂缝,彻底检查机器性能及电路防止中途出现故障中断浇筑而造成施工缝及其他陷。混凝土浇筑:采用集中搅拌,泵车浇筑,浇筑时由低到高,支点向跨中对称分层浇筑。混凝土应振捣密实,捣实后1.5 h~24 h之内不得受到振动。待强度达到90%时,拆除模板。改善场混凝土的施工工艺,均匀设置布料槽,严禁用振捣棒拖曳混土,同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作;结构内部布防裂钢筋,以提高混凝土的抗裂性能。

　　4、减低温度带来不良影响。首先应尽量选用低热或中热水泥,降低水灰比,改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。其次是改善混凝土的搅拌加工工艺,采取措施降低混凝土浇筑时温度,在混凝土中掺加一定量的具有减水、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。第三，连续箱梁结构尺寸较大,温度应力也大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束,在梁体内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差,加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。

　　总之，预应力混凝土箱梁桥随着使用时间的延续，会出现不同性质的裂缝，这些裂缝如果处理不当,将给结构物的强度、刚度带来一定的危害甚至影响使用寿命，需要我们倍加重视。

　　参考文献：

　　[1]刘宏宇.预应力砼连续箱梁裂缝分析及防治[J].交通科技与经济,2009(1)

　　[2]张红,刘剑.预应力混凝土连续箱梁裂缝施工阶段的防治[J].吉林交通科技,2006(1)

　　[3]杨旭光.预应力混凝土连续箱梁裂缝病害分析[J].交通标准化,2009(5)

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 连续箱梁裂缝问题探讨

文章地址： http://www.qikanvip.com/luqiaojianshe/2877.html