橋梁工程空心板防裂對策探討論文

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摘要：從混凝土材料本身、設計和施工5方面分析了橋梁工程預應力空心板裂縫的成因，并提出了相應的預防措施，最后簡要介紹了裂縫處理措施。

關鍵詞：預應力空細心板；裂縫；原因；預防；處理

預應力混凝土空心板是橋梁的主要承重構件，對整個工程的質量至關重要。混凝土表面出現裂縫是橋梁工程的常見問題之一。裂縫分宏觀裂縫和微觀裂縫兩類，混凝土的微觀裂縫為混凝土所固有，我們通常所指的裂縫為肉眼可見的宏觀裂縫，其寬度在0.05m以上。表面裂縫不影響空心板的正常使用，但可使混凝土頂面抗拉強度降低，使用中會增加混凝土的滲透性，并使混凝土暴露表面增大，易使混凝土早期老化，降低混凝土的強度，從而影響其耐久性。本文分析裂縫的成因并提出控制措施

一、預應力空心板裂縫成因分析

(一)混凝土材料本身的性質

1、收縮裂縫

混凝土的干燥過程是由表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈現含水梯度，因此產生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部混凝土承受壓力。當表層混凝土所產生的拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。

2、溫度裂縫

混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現冷熱變化時，將發生收縮和膨脹，產生溫度應力，溫度應力超過混凝土抗拉強度時，即產生裂縫。特別是由于水化放熱作用，使混凝土內部與外表面溫差過大，這時內部混凝土受壓應力，表面混凝土受拉應力。由于混凝土抗壓強度遠大于抗拉強度，表面拉應力可能先達到并超過混凝土抗拉強度，而產生間距大致相等的直線裂縫(稱溫差裂縫)。

3、徐變影響

長時間受力作用下，混凝土徐變逐漸增加。較大的徐變給結構帶來的附加被動內力，使板或箱粱構件彎矩產生重分布，增大的彎矩增加了板的剪應力，因此造成了板裂縫出現。

(二)設計方面的因素

1、設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符：荷載少算或漏算；內力與配筋計算錯誤；結構安全系數不夠：結構設計時不考慮施工的可能性：設計斷面不足；鋼筋設置偏少或布置錯誤等都有可能出現板中混凝土實際應力超過混凝土抗拉強度而導致開裂。

2、混凝土配合比不合理。水泥用量過大使混凝土凝結收縮量大，容易造成表面產生裂縫。水灰比過大造成離析現象，其結果粗骨料沉于下部，多余水分上升，振搗后水泥漿上浮到板頂，從而使混凝土強度不均勻，下部分強度大，頂板強度低。

(三)施工方面的因素

1、混凝土拌和澆筑不當。拌和不均勻(特別是摻用摻合料的混凝土)，攪拌時間不足或過長，拌和后到澆筑時間間隔過長；泵送時增加了用水量、水泥用量；澆筑順序有誤，澆筑不均勻(振動趕漿、鋼筋過密)；振搗不實，坍落度過大、骨料下沉、泌水，混凝土強度過低就進行下一道工序；連續澆筑間隔時間過長，接縫處理不當等。

2、內模膠囊上浮。預應力空心板在混凝土澆筑過程中，混凝土對膠囊有較大的浮力，如果膠囊固定不牢，就會發生膠囊上浮現象，造成頂板厚度減小，這種情況也極易造成裂縫。

3、抽拔膠囊過早?？招陌宄榘文z囊的時間與養護溫度和混凝土的質量有關，一般控制混凝土強度達到0.6MPa-0.8MPa時為宜。抽拔過早會出現“粘皮”現象，對混凝土質量有影響，當頂板厚度減小或是頂板浮漿過厚時，裂縫容易發生，這種原因出現的裂縫多為縱橫裂縫。

4、混凝土養護不當，拆模時間過早。混凝土施工完畢后，沒有適時進行養護，混凝土表面水分蒸發過快，從而形成干縮裂縫。外界溫度在5℃以下時，如果不及時覆蓋保溫材料，也容易出現裂縫。在混凝土抗壓強度達不到2.5Mpa時，拆除側模板，由于操作時發生震動，側面常常出現較窄的豎向裂縫。

5、墩臺下沉。墩臺不均勻下沉造成空心板撓度變形過大，在超靜定結構中造成橋墩支承點處較大內應力，頂部混凝土拉應力超過抗拉應力，出現較大裂縫，對橋梁危害性較大。

6、預應力管道在施工放線過程中不夠準確，導致預應力管道不夠圓潤、局部微段出現彎折的現象，造成預應力筋的實際位置與設計位置存在偏差，從而引起該處徑向力的突變。此外，預應力管道的定位鋼筋間距過大，容易造成預應力管道在混凝土澆注過程中發生彎沉和起伏；同時，有的定位鋼筋由于焊接不牢而脫落，預應力管道在混凝土澆注過程中發生橫向偏移，使得預應力筋的線形發生改變，引起徑向力的變化。

二、裂縫的預防和處理措施

(一)裂縫預防措施

1、檢查設計過程

設計人員在結構計算之后詳細檢查設計細節，截面是否合理、配筋是否足夠等，特別是預應力鋼絞線和鋼筋布置必須符合保護層厚度和間距數值的要求。薄厚構件連接處設計時要盡可能使兩構件厚度一致，同時還要合理配置連結鋼筋。

2、嚴格控制原材料，合理配制混凝土

進場材料必須經嚴格檢驗后方能使用，對高標號混凝土使用高標號水泥，減少水泥用量，水泥初凝時間必須大于45min，細集料使用級配良好的中砂，細度模數應保持在2.6-2.9之間，含泥量小于2％。粗骨料使用質地堅硬、級配良好的碎石，含泥量小于0.5％，針片狀顆粒含量應小于5％。在混凝土配合比設計中，在滿足混凝土坍落度要求的前提下，盡量采取可靠的減水劑，合理調整配合比，降低水泥與水的用量，以減少混凝土的凝結收縮量?；炷涟韬蜁r間控制在2min，不能過短，也不能過長。攪拌時間短混合料不均勻，時間過長，會破壞材料的結構。保證混凝土的均勻性，嚴格控制加水量。經常檢測混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。

3、混凝土的澆筑和養護

混凝土澆注應選擇一天中溫度較低的時候進行，采用插入式振搗器振搗時，移動間距不應超過振搗器作用半徑的1.5倍，對每一振搗部位必須振動到混凝土停止下沉。不在冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿，邊振動邊徐徐提出振動棒，避免過振，造成混凝土離析。振搗過程中避免觸及鋼筋和預埋件。

混凝土澆筑收漿完畢，即采用養生布或草簾覆蓋和灑水相結合養生養護，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程中產生很大的熱量，混凝土澆注完成后必須在側模外噴水散熱，以免混凝土由于溫度過高，體積膨脹過大，在冷卻后體積收縮產生裂縫。養護時間一般為7天，最好10天－14天。

4、嚴格檢查膠囊漏氣，防止膠囊上浮

對使用的膠囊要經常打壓檢查，發現漏氣應及時修補。膠囊下放要及時、準確。膠囊固定要牢固。防止膠囊上浮，并避免鋼筋或其他尖利物品劃破膠囊，造成膠囊漏氣。

5、控制墩臺變形

超靜定結構墩臺基礎底地基易產生不均勻下沉，如地質狀況不好或不易改造，則應選用其他靜定結構。蓋粱底支架不可過早拆除造成撓度變形過大，空心板架設時應同時對稱落架。公務員之家

(二)裂縫處理措施

早期裂縫一般不必處理，但裂縫寬度較大和深度較深時，應做些處理，對較嚴重的裂縫可以鑿成三角槽，用環氧樹脂砂漿修補；裂縫嚴重時可在裂縫內注入環氧樹脂漿液加固：用環氧樹脂砂漿黏結鋼板于裂縫處加固或先在裂縫內注入環氧樹脂漿液再用環氧樹脂黏結鋼板，二者結合起來效果更好。

三、結語

橋梁工程的裂縫的出現與混凝土材料本身性質有關，也與設計疏漏、施工不當有很大關系。在實際工程中，應加強設計和施工的監管以防裂縫出現，并對已出現裂縫妥善處理，控制其發展，不至于對結構產生危害。