溫州交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000

0 前言

隨著施工技術(shù)的不斷地進(jìn)步更新，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為我國(guó)大跨徑橋梁的主要橋型之一，連續(xù)箱梁因具備外形美觀、抗扭剛度大、整體性好等特點(diǎn)在橋梁工程中被廣泛采用。但由于設(shè)計(jì)計(jì)算理論模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)受力情況存在偏差、施工工藝未嚴(yán)格按要求執(zhí)行、混凝土收縮徐變特性及疲勞特性等因素的影響，造成現(xiàn)澆連續(xù)箱梁梁體出現(xiàn)裂縫［1］。

1 預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁裂縫成因分析

預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁在彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，處于復(fù)雜的空間受力狀態(tài)，產(chǎn)生裂縫的原因涉及設(shè)計(jì)計(jì)算、施工工藝、養(yǎng)護(hù)管理、材料性質(zhì)等多方面。主要有由于設(shè)計(jì)原因引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、

1.1 設(shè)計(jì)原因引起的裂縫

設(shè)計(jì)層面主要有以下原因：

（1）一般橋梁設(shè)計(jì)均采用平面桿系有限元分析法進(jìn)行，箱梁的翹曲、畸變、剪力滯效應(yīng)用系數(shù)考慮，活載偏載用內(nèi)力增大系數(shù)考慮，通過分析比較，平面分析理論得出的梁體主應(yīng)力值較小，空間分析理論計(jì)算得出的主應(yīng)力值較大，而結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)與空間分析理論結(jié)果比較接近，造成箱梁截面尺寸擬定不合理或結(jié)構(gòu)配筋不足等問題。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮斜截面抗剪，非預(yù)應(yīng)力鋼筋特別是腹板中的箍筋和彎起鋼筋設(shè)置過少，一旦豎向預(yù)應(yīng)力損失過大，斜截面抗剪能力不足，引起腹板出現(xiàn)斜裂縫。

1.2 施工原因引起的裂縫

由于橋梁施工時(shí)，很多因素考慮不周全，或采取的施工措施不當(dāng)造成梁體開裂，產(chǎn)生裂縫原因主要有以下幾種：

（1）橋梁地處深層軟土地段，連續(xù)箱梁采用滿堂支架整體現(xiàn)澆，支架基礎(chǔ)加固不到位，引起箱梁混凝土澆筑時(shí)支架出現(xiàn)不均勻沉降，造成梁體開裂；

（2）箱梁采用滿堂支架整體現(xiàn)澆，未對(duì)支架進(jìn)行堆載預(yù)壓，未消除支架及基礎(chǔ)的非彈性變形，引起局部支架沉降差異較大，造成梁體開裂；

（3）混凝土設(shè)計(jì)配合比不合理，水泥用量過大，造成混凝土澆筑完成后內(nèi)部水化熱過大，造成混凝土收縮應(yīng)力過大，導(dǎo)致梁體產(chǎn)生裂縫；

（4）使用銹蝕鋼筋或鋼筋保護(hù)層厚度不足，造成鋼筋表面形成氫氧化鐵氫氧化物體積不斷增加，造成混凝土崩裂剝落；

（5）支架未設(shè)置合理的預(yù)拱度值，造成混凝土澆筑成型后梁體反拱下?lián)?，結(jié)構(gòu)加入外部荷載后梁體開裂；

（6）梁體支座安裝時(shí)未按設(shè)計(jì)要求的位移方向正確安裝，或支座型號(hào)安裝錯(cuò)誤，引起梁體不能正常位移，造成梁體開裂；

（7）施工人員對(duì)結(jié)構(gòu)受力理解不足，隨意更改調(diào)整構(gòu)造鋼筋位置或鋼束坐標(biāo)，改變了結(jié)構(gòu)抗彎拉能力，張拉時(shí)梁體混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，或張拉順序及張拉力未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，造成梁體開裂；

（8）錨后加強(qiáng)鋼筋未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)置，或混凝土澆筑時(shí)錨后混凝土振搗不密實(shí)造成錨后空洞，導(dǎo)致鋼束張拉后錨固區(qū)域出現(xiàn)裂縫；

（9）混凝土澆筑完成后未及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，造成混凝土表面缺水而引起收縮過大，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生大量干縮裂縫［2］。

1.3 結(jié)構(gòu)自身特性引起的裂縫

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁由于自身截面特性，因日照時(shí)間、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、晝夜溫差等在梁體內(nèi)部產(chǎn)生較大溫差，引起局部非均勻性溫差作用，繼而在梁體內(nèi)部產(chǎn)生溫差應(yīng)力，導(dǎo)致梁體產(chǎn)生裂縫；

（2）橋面瀝青混凝土攤鋪時(shí)的高溫及攤鋪時(shí)的橋面溫度疊加產(chǎn)生較大的溫度梯度，進(jìn)而產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，造成梁體產(chǎn)生裂縫［3］。

1.4 后期運(yùn)營(yíng)管理不到位引起的裂縫

（1）橋梁投入運(yùn)營(yíng)使用階段后，頻繁的超載車輛對(duì)梁體加載，超出了結(jié)構(gòu)容許的疲勞應(yīng)力，造成梁體開裂；

（2）隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)受力，同時(shí)受混凝土收縮徐變的影響，預(yù)應(yīng)力鋼束松弛效應(yīng)越明顯，造成預(yù)應(yīng)力施加不足削弱結(jié)構(gòu)的抗剪能力，導(dǎo)致梁體開裂。

2 預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁裂縫的防治措施

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的防治措施

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)采用平面有限元分析與空間有限元分析結(jié)合的理論，充分考慮構(gòu)件抗彎拉性能，合理確定截面尺寸；

（2）設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮斜截面抗剪能力，在腹板設(shè)置足夠的彎起鋼筋，同時(shí)合理設(shè)置腹板預(yù)應(yīng)力鋼束，增加其抗剪抗彎能力；

（3）在規(guī)范允許范圍內(nèi)適當(dāng)增加頂?shù)装搴穸?，彌補(bǔ)因縱向預(yù)應(yīng)力孔道造成有效面積的削弱；

（4）在預(yù)應(yīng)力鋼束曲線段設(shè)置防崩鋼筋，避免因張拉鋼束時(shí)產(chǎn)生的徑向應(yīng)力超出其承受值，造成混凝土劈裂。

2.2 結(jié)構(gòu)施工階段的防治措施

（1）對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理，如采用換填或水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理，提高基礎(chǔ)承載力，確保地基承載力滿足要求，避免支架產(chǎn)生不均勻沉降；

（2）采用支架整體現(xiàn)澆時(shí)，支架搭設(shè)完成后對(duì)其按照設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行堆載預(yù)壓，消除支架及基礎(chǔ)的非彈性變形，支架拆除遵循先跨中后兩端的原則；

（3）選用低水化熱水泥，合理配制混凝土配合比，通過改善骨料級(jí)配、摻粉煤灰、摻外加劑等措施，減少水泥用量，降低混凝土水化熱，同時(shí)采取措施降低混凝土入模溫度，合理安排混凝土澆筑時(shí)間與澆筑順序；

（4）選定合理的砂率及水灰比，并嚴(yán)格控制砂率及水灰比，通過摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度及和易性；

（5）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量及結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度，禁止使用不合格原材料，

（6）根據(jù)支架堆載預(yù)壓得出的參數(shù)，設(shè)置合理的支架預(yù)拱度，避免梁體成型后產(chǎn)生下?lián)希瑫r(shí)控制芯模拆除時(shí)間；

（7）支座安裝前，施工人員應(yīng)認(rèn)真查閱設(shè)計(jì)圖紙所要求的支座型號(hào)及位移方向，安裝時(shí)認(rèn)真核對(duì)支座型號(hào)及位移方向，確保支座安裝的準(zhǔn)確性；

（8）技術(shù)人員深入理解設(shè)計(jì)意圖，嚴(yán)禁施工人員擅自隨意更改鋼筋數(shù)量、位置及鋼束坐標(biāo)，嚴(yán)格控制梁體張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求的張拉力及張拉順序進(jìn)行控制，張拉后及時(shí)進(jìn)行壓漿封閉；

（9）認(rèn)真按設(shè)計(jì)要求做好錨后加強(qiáng)鋼筋安裝，澆筑混凝土?xí)r特別注意錨后混凝土的振搗，確保其密實(shí)性；

（10）混凝土澆筑完成后進(jìn)行二次收漿抹面，并及時(shí)進(jìn)行土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。

2.3 結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)階段的防治措施

（1）橋梁結(jié)構(gòu)投入運(yùn)營(yíng)階段后，加強(qiáng)后期日常管理、養(yǎng)護(hù)與監(jiān)測(cè)，嚴(yán)查超載車輛；

（2）結(jié)構(gòu)縱向鋼束預(yù)應(yīng)力施加時(shí)在規(guī)范允許范圍內(nèi)進(jìn)行超張拉，以抵消部分預(yù)應(yīng)力損失。

3 結(jié)語

以上從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等方面對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的裂縫成因進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，為了確保滿足橋梁結(jié)構(gòu)的使用功能，對(duì)于連續(xù)梁橋的裂縫問題應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，確保結(jié)構(gòu)的安全及耐久性。