桥梁预应力混凝土结构施工阶段裂缝原因及防治措施

潘军灿

【摘 要】现代化城市建设的进程在不断加快，这使得桥梁工程的数量越来越多，当前社会对桥梁等建筑的施工质量要求比较高，施工单位必须改进施工技术，降低裂缝等质量问题出现的概率。预应力混凝土结构裂纹一般是施工阶段由于外界或者自身原因引起的常见问题。施工人员如果技术经验不足，出现操作失误等问题，则会影响施工的质量。在桥梁工程中，如果出现正截面裂缝，一般是由于钢筋数量过少或者模板选择不当引起的，施工单位一定要采取有效的措施提高预应力混凝土结构承受荷载的能力，提高桥梁抗裂能力，这样才能延长桥梁的使用寿命。

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桥梁预应力混凝结构出现裂纹等现象，一般是施工人员操作不当引起的，在施工阶段由于施工环境或者操作技术问题容易引起桥梁质量问题，这种裂纹现象比较普遍，不但影响了桥梁结构的稳定性，还影响了桥梁的额美观性。为了提高桥梁施工的质量，必须桥梁预应力混凝土结构施工阶段裂缝原因进行分析，还要结合以往工作经验，提出有效的防治措施。桥梁施工是一项工期长、操作复杂的工作，为了提高桥梁抗裂缝能力，施工单位一般会采用预应力混凝土结构，由于钢材与混凝土的强度比较大，所以，在提高桥梁抗裂能力的同时，还可以节省钢材，在施工的过程中，施工人员要规范操作，避免出现裂缝。

一、预应力混凝土结构在施工阶段出现裂缝的原因

1、混凝土材料的问题

在桥梁工程中，会应用大量的混凝土材料，如果混凝土的性能或者质量不佳，则会降低施工的质量。在预应力混凝土结构的施工中，经常会发现裂缝现象，这与施工单位采用的混凝土材料有着较大的关系，有的施工单位为了节约成本，采用了劣质的混凝土材料，由于收缩性比较强，所以，在施工的过程中，比较容易受到外界因素的影响，很容易产生收缩裂缝。预应力混凝土结构比较特殊，在施工前施工人员需要对混凝土施加预压应力，所以，如果混凝土材料存在较大的收缩性，则会产生较多的裂缝，这类问题很难得到有效的解决，裂缝不易维护。

在桥梁预应力混凝土结构工程中，对混凝土等材料的质量要求比较高，所以，施工单位需要结合设计选择适合的混凝土，在选择的过程中一定要混凝土的性能进行测试，要注意混凝土的配合比，其中水泥的含量不宜过高，这样才能降低收缩裂缝出现的概率。在混凝土施工时，对周围环境也有一定要求，要保证混凝土的湿度达到设计要求，如果在施工阶段，發现混凝版比较干，则增加了裂缝概率。另外，施工单位还要控制好混凝土的强度，如果混凝土的强度出现变化，也容易引起裂纹，而且裂缝产生具有规律性，在模板的边缘容易出现横纹，在浇筑梁柱时，在节点位置也容易出现裂缝。桥梁在投入使用后，有时也会因为人为破坏因素导致水平裂缝的出现。

2、预应力构件截面尺寸过大

如果预应力构件截面尺寸过大，也容易造成裂缝的出现，在对裂缝特征进行分析后发现，预应力构件几何尺寸过大，会使构件出现收缩裂缝。在某桥梁工程中，预应力大梁截面宽度为500mm左右，梁高则超过了1000mm，采用这种构件，在施工的过程中，构件出现了较多的收缩裂缝，在对预应力梁收缩缝特征进行分析后发现，在梁高中间位置，裂缝多为狭长形状，有的裂缝甚至贯穿了整个梁高。在梁侧模板拆除的第3天左右，梁侧裂缝会出现增多的趋势，3d后裂缝扩展趋势会逐渐减弱。

3、模板支撑体系施工质量不高

在桥梁工程中，模板施工是一项重要的施工项目，其对桥梁支撑体系有着较大的影响，尤其是在拆卸模板的过程中，施工人员经验不足或者操作不当，则会造成混凝土裂缝。在我国很多建筑施工的单位中，管理的水平比较低，使得施工人员操作并不规范，而且缺乏安全意识，在拆除模板的过程中，缺乏质量意识。由于桥梁承重问题，使得模板正面以及斜面出现了较多的裂缝，这些裂缝一般都在底部，在延展时具有从下至上的趋势，这些裂缝影响了桥梁的美观性，也增加了桥梁使用的安全隐患。

二、裂缝防控的具体措施

1、防控混凝土问题的措施

施工单位要控制混凝土组成级配、水灰比和坍落度，在满足浇筑要求的前提下，坍落度应尽量小。柱梁或梁板同时浇筑时，应先浇筑柱、梁，尽量给出混凝土的沉实时间。对厚大构件或坍落度较大的商品混凝土构件，应分层浇筑。混凝土初凝前后应进行二次振捣，终凝前再对表面进行二次抹压。浇筑现浇板等裸露面积较大的混凝土构件时，应避免大风或烈日直射的天气。

2、防控预应力构件截面尺寸引起的裂缝的措施

厚大构件的混凝土配合比设计，应考虑减少混凝土体积收缩的措施。力求降低水泥用量，减小水灰比，有条件者可适当掺入改性外加剂。为减小模板对梁的约束，防止预应力损失，规范规定要在预应力张拉前拆除其侧面模板。大梁侧模拆除应依据执行，并尽可能推迟。对较粗直径的箍筋而言，应保证箍筋外混凝土不少于15mm（最好为17mm）来确定主筋保护层，增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋设置相对宜粗宜密，规格不宜小于Ф18，间距不宜大于250mm，大梁腰间的S形拉筋宜改用拉撑结合的办法，拉筋一端弯成90°，待拉紧就位后再弯至135°，撑筋可结合小组纹管支架钢筋同时布设。

3、模板支撑体系施工不当控制措施

3.1 混凝土施工规范规定，侧模宜在预应力张拉前拆除，底模不应在结构构件建立预应力前拆除。预应力建立前，即使构件混凝土达到或超过设计值，仍不可拆除底模，这也是与普通混凝土结构的一点区别，否则，预应力构件即使有承载能力，也易因挠度过大而引起裂缝。在大跨度结构中，构件的主要荷载是自重，其自重弯矩大，自重应力高，提前拆模对结构更不利，更易产生结构裂缝。

3.2 对预应力工程应单独编制施工方案，其模板和支撑系统必须进行设计计算。若支撑体系直接支撑在回填土上，还须对支撑面进行特殊处理，回填土必须分层分批夯填密实，最好用压路机碾压数遍。在预应力框架大梁宽1.8-2.0m的范围内，应铺设道渣，设置垫木。

三、结语

在现代桥梁建筑工程中，一般采用的是预应力混凝土结构，这种结构的桥梁在施工时对施工技术、材料以及环境有着较高的要求，工程监理人员一定要做好混凝土材料的质检工作，要保证混凝土的性能达到施工要求，这样才能从根本上杜绝桥梁裂缝出现的概率。预应力混凝土在施工前需要对混凝土施加一定应力，如果混凝土收缩性比较高，则会增加裂缝出现的概率。造成预应力混凝土结构裂缝的原因很多，施工单位需要综合考虑影响施工质量的因素，还要采取有效的措施进行防治，这样才能保证预应力混凝土结构桥梁的质量，才能延长桥梁使用的年限，避免安全事故的发生。

参考文献 ：

[1] 赵启林，周旺进，江克斌.预应力混凝土箱梁桥施工中的裂缝成因分析与修补[J].公路交通科技.2006（06）.

[2] 江克斌，周旺进，赵启林.预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策[J].解放军理工大学学报（自然科学版）.2005（04）.

[3] 冯明亮，关庆伟.预应力混凝土结构裂缝原因及防治措施[J].中国建设信息.2004（08）.