席 文 斌

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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預(yù)制梁板裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

席 文 斌

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

從預(yù)制、預(yù)應(yīng)力張拉、存梁、安裝、使用五個(gè)階段，分析了梁板裂縫的產(chǎn)生原因，并探討了預(yù)防梁板裂縫產(chǎn)生的措施，提出了梁板裂縫常用的補(bǔ)救方法，從而保證橋梁預(yù)制梁板的質(zhì)量。

預(yù)制梁板，梁板裂縫，預(yù)應(yīng)力，承載力

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量激增和大噸位車(chē)輛得到了快速發(fā)展，車(chē)輛的重復(fù)荷載以及超限車(chē)輛對(duì)橋梁梁板極易造成損害，而最大的病害就是梁板裂縫，因此對(duì)橋梁梁板的施工及維護(hù)提出了更高的要求。

1 梁板裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

梁板裂縫在預(yù)制、預(yù)應(yīng)力張拉、安裝、存梁、使用五個(gè)階段都有可能產(chǎn)生裂縫，其產(chǎn)生原因及防治措施各有不同。

1)沉降裂縫、干縮裂縫、外力裂縫是預(yù)制階段裂縫產(chǎn)生的主要表現(xiàn)形式。

a.沉降裂縫產(chǎn)生的主要原因有地基土質(zhì)松軟不勻、回填土不實(shí)、浸水、凍融等造成地基承載力不夠，底座不均勻下沉、斷裂造成的梁體豎向裂縫，此類(lèi)裂縫多為貫穿性裂縫。

要預(yù)防沉降裂縫，底座必須有足夠的承載能力，預(yù)制場(chǎng)地宜選擇在平整、堅(jiān)實(shí)、排水良好的原狀地基上；對(duì)達(dá)不到承載力要求的軟弱地基，必須進(jìn)行換填處理；在凍土上建預(yù)制場(chǎng)必須把最大凍深范圍內(nèi)的凍土進(jìn)行換填處理,因?yàn)橥翆觾鼋Y(jié)產(chǎn)生體積膨脹，融化使土層變軟產(chǎn)生沉陷；預(yù)制場(chǎng)設(shè)在填方路段時(shí)，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地分層碾壓密實(shí)，臺(tái)座基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行加固。

b.干縮裂縫產(chǎn)生的主要原因有原材料、施工操作、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)戎率够炷磷冃尾煌?，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。水泥安定性不合格使混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中產(chǎn)生不均勻的體積變化而產(chǎn)生裂縫；混凝土澆筑時(shí)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽拔過(guò)快均可造成混凝土密度不均勻，造成凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化不同而產(chǎn)生裂縫；高溫或大風(fēng)天氣下，由于養(yǎng)護(hù)不及時(shí)使混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快造成體積急劇收縮而產(chǎn)生裂縫；采用蒸汽養(yǎng)生時(shí)如果溫度急劇變化，會(huì)使內(nèi)外變形不同產(chǎn)生應(yīng)力而裂縫。

要預(yù)防干縮裂縫，水泥宜選用中低熱、安定性合格的水泥，并盡可能減少水泥用量；混凝土澆筑振搗時(shí)要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振；夏季混凝土澆筑時(shí)應(yīng)注意澆搗溫度，宜在一天中氣溫較低時(shí)進(jìn)行；澆筑完要及時(shí)覆蓋養(yǎng)生，減少高溫或大風(fēng)造成的表面水分損失；蒸汽養(yǎng)生時(shí)養(yǎng)生棚內(nèi)濕度維持在90%左右，養(yǎng)生溫度控制在50 ℃以下；嚴(yán)格控制升溫和減溫速度，升降溫速度不大于10 ℃/h，開(kāi)棚時(shí)應(yīng)選在當(dāng)天氣溫較高時(shí)進(jìn)行并盡量減少開(kāi)棚次數(shù)和時(shí)間。

c.外力裂縫一般是由于模板拆除過(guò)早、現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，其強(qiáng)度無(wú)法抵御自身重力或其他外力而產(chǎn)生的裂縫。

要預(yù)防外力裂縫，應(yīng)注意模板設(shè)計(jì)加工合理，便于拆除；模板拆除時(shí)間應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn)、模板部位和混凝土所應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度要求決定，一般非承重模板應(yīng)在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa，且能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時(shí)方可拆除，芯模應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面不發(fā)生塌陷或裂縫現(xiàn)象時(shí)方可拆除；嚴(yán)防機(jī)械碰傷損害。

2)應(yīng)力變形裂縫、凍脹裂縫、沉降裂縫是預(yù)應(yīng)力張拉階段裂縫產(chǎn)生的主要表現(xiàn)形式。

a.應(yīng)力變形裂縫產(chǎn)生的主要原因有混凝土不密實(shí)或錨下配筋少,張拉時(shí)錨下局部壓力過(guò)大，梁端混凝土無(wú)法抵抗其壓力時(shí)，混凝土就會(huì)裂縫；張拉順序與預(yù)應(yīng)力分階段施加比例不當(dāng)，造成混凝土局部受力變形過(guò)大，當(dāng)局部拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。預(yù)應(yīng)力張拉裂縫預(yù)防措施主要有：張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值的80%；預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備在使用前應(yīng)進(jìn)行校正、檢驗(yàn)和標(biāo)定，保證施加張拉力的計(jì)量準(zhǔn)確；錨下混凝土振搗密實(shí)，按設(shè)計(jì)要求配置鋼筋，嚴(yán)格控制張拉順序與張拉力，并對(duì)稱(chēng)、緩慢、均勻地進(jìn)行張拉。

b.凍脹裂縫產(chǎn)生的主要原因是壓漿時(shí)溫度過(guò)低導(dǎo)致漿液凍脹，或壓漿漿液泌水率不符合要求，致使孔道內(nèi)存有積水，當(dāng)孔道內(nèi)氣溫低于水的凝固點(diǎn)時(shí)，水結(jié)冰體積膨脹，使孔壁受力而裂縫，這種裂縫也可發(fā)生在存梁和使用階段。凍脹裂縫的預(yù)防措施主要是壓漿宜采用專(zhuān)用壓漿，劑配置的漿液進(jìn)行壓漿，泌水率和自由膨脹率必須符合要求，壓漿過(guò)程中及壓漿后48 h內(nèi)，混凝土溫度或環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)應(yīng)采取保溫措施。

c.沉降裂縫產(chǎn)生的主要原因是施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，整個(gè)梁體的質(zhì)量由均勻分布于底座上的均布荷載逐漸轉(zhuǎn)移為支撐于兩端的集中荷載，當(dāng)梁端地基承載力不能滿(mǎn)足要求而下沉?xí)r，梁板就會(huì)產(chǎn)生裂縫。要預(yù)防沉降裂縫應(yīng)根據(jù)地基處理情況，確定底座端部基礎(chǔ)擴(kuò)大的長(zhǎng)度、面積，以滿(mǎn)足梁板張拉起拱后基礎(chǔ)兩端的承載力要求。

3)存梁階段裂縫產(chǎn)生的主要原因是地基承載力不夠，存放堆梁埂產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致梁板發(fā)生側(cè)翻而裂縫。

存梁階段預(yù)防裂縫的措施主要有存放堆梁埂應(yīng)堅(jiān)固穩(wěn)定，高出地面20 cm；存梁水平分層堆放時(shí)，堆放的層數(shù)應(yīng)根據(jù)梁板的強(qiáng)度、堆梁埂的承載力、墊木強(qiáng)度以及已堆梁板的穩(wěn)定性而定，T梁、箱梁不宜超過(guò)兩層，空心板最多不宜超過(guò)三層；T梁應(yīng)采用方木支撐或使用特制的鋼支撐架撐于翼板根部。

4)施工車(chē)輛荷載破壞是安裝階段裂縫產(chǎn)生的主要原因：當(dāng)梁板安裝還未進(jìn)行現(xiàn)澆橫梁、鉸縫、橋面板施工前處于簡(jiǎn)支狀態(tài)，受到荷載時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布不均勻，容易產(chǎn)生較大變形，抵抗荷載的能力弱；尤其是先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁板，在體系轉(zhuǎn)換前梁板還不能自由變形而產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，如果混凝土運(yùn)輸車(chē)、吊車(chē)等施工重型車(chē)輛在梁板上行駛，就會(huì)對(duì)梁體造成傷害而裂縫。

安裝階段裂縫產(chǎn)生的控制措施是橋面施工前及施工養(yǎng)護(hù)階段嚴(yán)格控制施工車(chē)輛，負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力張拉和橋面板施工完及時(shí)完成體系轉(zhuǎn)換。

5)使用階段裂縫產(chǎn)生的主要原因有：超限車(chē)輛產(chǎn)生的重力超過(guò)橋梁的承重極限，就會(huì)破壞橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，疲勞應(yīng)力幅度過(guò)大，橋梁梁板就會(huì)裂縫；支座、伸縮縫因施工原因致使梁在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，不能自由變形而產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，一般表現(xiàn)為現(xiàn)澆橫梁時(shí)漏漿造成混凝土包裹支座、伸縮縫預(yù)留寬度不足。

預(yù)防使用階段裂縫產(chǎn)生的措施主要有嚴(yán)格控制超限車(chē)輛；施工過(guò)程嚴(yán)格控制支座安裝質(zhì)量和梁板安裝伸縮縫預(yù)留寬度。

2 梁板裂縫的補(bǔ)救方法

裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力,因此裂縫要及時(shí)處理，以保證橋梁的安全使用。裂縫的補(bǔ)救要根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行補(bǔ)救處理。

梁板裂縫的補(bǔ)救方法主要有：1)已穩(wěn)定未超限且對(duì)結(jié)構(gòu)承載力沒(méi)有影響的裂縫可以采用環(huán)氧樹(shù)脂膠封閉，也可以采用涂刷水泥漿、瀝青、油漆等，預(yù)制階段的干縮裂縫一般可以采用這種方法進(jìn)行補(bǔ)救處理。2)已穩(wěn)定未超限、有漏水現(xiàn)象且對(duì)結(jié)構(gòu)承載力沒(méi)有影響的裂縫可以采用表面粘貼玻璃纖維布的方法進(jìn)行補(bǔ)救處理。3)對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響的超限裂縫或有防滲要求的裂縫可以采用壓力注漿法灌注環(huán)氧樹(shù)脂膠封閉裂縫，也可以采用壓注水泥漿、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料進(jìn)行封閉,凍脹裂縫、應(yīng)力裂縫和使用階段產(chǎn)生的裂縫一般可以采用這種方法進(jìn)行補(bǔ)救處理。4)梁板混凝土損壞嚴(yán)重可以采用環(huán)氧樹(shù)脂混凝土進(jìn)行置換，也可以采用膨脹混凝土或其他聚合物、改性聚合物混凝土進(jìn)行置換,張拉時(shí)錨墊板處混凝土開(kāi)裂以及其他外力裂縫可以采用這種方法進(jìn)行補(bǔ)救處理。

3 結(jié)語(yǔ)

在沒(méi)有外力破壞的情況下，混凝土本身的強(qiáng)度逐步增加，而由于施工環(huán)境和使用功能的要求，梁板的裂縫是普遍存在的，它可以降低梁板的承載能力和耐久性，既然裂縫的出現(xiàn)不可避免，我們就要采用合理的方法預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，進(jìn)行補(bǔ)救處理，保證橋梁預(yù)制梁板構(gòu)件的安全，盡可能延長(zhǎng)其使用壽命。

[1] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 交通運(yùn)輸部公路局.高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南(第四分冊(cè)橋梁工程)[Z].

Prefabricated girder cracking causes and preventing measures

Xi Wenbin

(ShanxiHighway&Bridge2ndEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

Starting from five phases of prefabrication, prestress tension, girder storage, installation and utilization, the paper analyzes girder cracking causes, explores measures of preventing girder cracks, and puts forward common girder cracking remedy methods, so as to guarantee bridge fabricated girder quality.

prefabricated girder, girder cracks, prestress, bearing capacity

1009-6825(2016)32-0202-02

2016-09-06

席文斌(1971- )，男，工程師

U445.71

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