浅谈预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施

张鑫

【摘 要】随着国民经济的提升和现代建设的发展，道路交通运输行业也迎来了前所未有的机遇，其中公路桥梁作为道路运输工程的重要组成部分，其质量要求也成为了施工建设的关注焦点。预应力箱梁是现阶段道路桥梁施工设计中经常用到的结构形式，能够起到增加桥梁承载力、提高稳固程度等作用。但是由于预应力箱梁结构复杂，极易出现梁体裂缝现象，给道路桥梁的使用安全带来了不利影响。文章针对梁体裂缝问题展开分析，并提出了几点优化措施。

【关键词】公路桥梁；预应力箱梁；梁体裂缝；问题与措施

1 预应力箱梁的简述

箱梁，是桥梁修建过程中经常用到的一种梁，由于其内部为空心状，上部两侧有翼缘，外形看起来类似箱子而得名。应用于道路桥梁修建的箱梁种类较多，从使用面积上划分，基本可以将箱梁分为两大类：单箱和多箱。预应力箱梁就是指在箱梁上面外加一个预应力，以此来减小甚至是抵消箱梁本身重量所产生的荷载，从而实现增强箱梁负载力的效果。通常情况下，预应力箱梁的建设施工分为先张法和后张法。其中先张法的施工操作是在箱梁混凝土建筑之前，对箱梁内部的钢绞线进行事先张拉；后张法反之。从整个桥梁施工过程看，预应力箱梁在桥梁整体结构中承担着主受力作用。所以预应力箱梁施工质量的高低、施工技术的强弱以及施工材料的选用都直接影响着整个桥梁的整体功能使用。这就要求在桥梁修建之前，首先要做好预应力箱梁的详细规划和科学施工分配，并在工程竣工后定期做好梁体的检查维护工作，以此保证整个桥梁结构的安全。

2 预应力箱梁梁体裂缝的裂缝类型和成因分析

2.1 预应力箱梁梁体裂缝的常见类型

（1）边跨斜裂缝。通常来说，该种类型的出现部位多集中在梁体的支座及其附近区域，斜裂缝的倾斜角度约为45°。

（2）边跨水平裂缝。大多数边跨水平裂缝的出现区域主要集中在桥梁边端的支座附近以及腹板的上半部分。

（3）中跨斜裂缝。这种裂缝多发于梁体的中间位置，并且分布具有一定的规律性，裂缝倾斜角在45°-50°之间。

（4）中跨水平裂缝。与上面的边跨水平裂缝基本类似，但是出现位置不同，该裂缝重要集中在桥梁中端区域。

（5）边跨的水平裂缝和斜裂缝一起出现。这种情况多发生与水平裂缝靠近腹板上边缘部分，此外也有少部分情况会出现在腹板的下边缘。

（6）中跨的水平裂缝和斜裂缝同时出现。与第五种类型形似，主要区别在于出现位置的不同。

2.2 腹板斜裂缝出现的原因分析

在对发生腹板斜裂缝的桥梁进行具体分析时发现，出现该种类型裂缝的主要原因是在箱梁混凝土填充的过程中，对箱梁内部的钢绞线张拉力度过大，超出了其规定的最大张拉范围，从而使得梁体出现裂缝。此外，桥梁的预应力受力分析工作不到位也是导致腹板斜裂缝出现的主要原因之一。受力分析不明确，没有考虑到梁体的所用受力情况，受力分析计算不准确，箱梁本身的荷载力与外部预应力的计算失误，或公式运用不恰当，都会给梁体的受力分析与计算出现失误，也就不能科学正确的指导梁体施工。

2.3 底板纵向裂缝分析

在进行相应的底板纵向裂缝的分析的过程之中，要充分的考虑到设计的合理性，并从相应的底板纵向裂缝的形成的机理方面进行仔细的分析研究，保证对裂缝进行的研究具有着相应的合理性。有关分析表明，在内部之中的预应力所使用的桥梁之中，这些所进行修建所使用的那些材料，在连续箱梁在施工方案之中，必须要到达设计的方案合理，所使用的施工工艺之中，也一定要符合质量控制的实际要求，务必要保证所使用的施工工艺和所使用的施工材料符合实际的需要。

除此之外，所使用的桥梁的修建材料的配合比的具体情况、所进行设计的坍落度一定要满足的设计的实际质量要求的情况下，引起的底板纵向裂缝的主要原因主要集中在以下两个方面：第一个方面是温度应力因素，具体的来说，温度应力因素所引发的裂缝的具体的产生情况是因为在进行建筑的过程之中，所存在的温差情况所带来的裂缝问题；第二个方面是预应力曲线径向力因素，这一因素的主要机理是这一方面的预应力的存在会导致大桥上面存在着很多的不同方向的力，这些力共同作用在一起，导致大桥出现了底板纵向裂缝的实际情况，危及到了大桥的实际使用。

与此同时，在进行底板纵向裂缝的计算分析的过程之中，要严格的按照以下步骤进行计算，以便于保证得出来的相应数据能够满足实际的工作的需要：首先，在进行分析计算的过程之中，一定要保证确定计算参数的过程的准确性；其次，在进行计算所选择的大桥的曲线径向力的过程之中，严格的按照二次抛物线变化的实际要求，总结出其所使用的具体的方程结构。最终，根据所选择的结果得出相应的结果。

3 预应力箱梁梁体裂缝的防护措施

3.1 严格控制材料质量，保证材料掺配比例

材料质量的高低直接决定了整个桥梁工程性能的好坏。首先，要根据前期制定的建筑施工设计和施工，选择质量优良的建筑混凝土材料，并查看质量保证书和说明书，坚决杜绝使用“三无”产品。其次，在材料入场入库之后，要做好保存地点的环境控制工作，以阴凉、通风、干燥为宜，防止混凝土材料受潮凝结成块，降低质量和使用性能。要注意保证各施工材料间的隔离距离，防止相互掺杂混合，发生化学作用。再次，在进行混凝土混合配比时，各掺配材料的比例要严格按照施工标准，务必确保最佳掺配比例，最大限度的保证混凝土的使用质量。尤其需要主要的是，如果施工材料的自身性质出现变化，如水泥板结成块等，一定要及时更换，以防影响后期的工程施工质量。

3.2 规范施工工艺，完善施工细节

由于整个桥梁工程施工的材料主要为混凝土，在此主要介绍混凝土的施工工艺。首先是关于混凝土的制备工作，根据施工的执行标准，严格按照标准要求的比例进行配比，控制水灰的添加成分，如果对混凝土的强度或粘结度有特殊要求，可以根据具体情况添加干燥剂降低混凝土水分、添加塑化剂增强混凝土的可塑性等，在各种施工标准要求的掺杂物料都配置齐全之后，进行混凝土的均匀搅拌，时常控制在2分钟作用，时间过短会导致各物料不能重复融合，混凝土的粘合程度不够；时间过长会导致混凝土过于稀薄，施工后期的成型难度高，不利于桥梁施工。其次是混凝土的浇筑工作，要选取温度相对适中的时段，以早上或下午为宜，既能防止温度过低导致混凝土的迅速板结，又能避免温度过高导致混凝土水分大量析出。最后，当桥梁施工竣工之后，还需要对混凝土梁体进行定期的检查工作，做到及时养护，有效延长混凝土的使用年限。

3.3 强化施工管理，加强队伍建设

首先要做好施工的宏观调配和队伍管理工作。具体来说，制定行之有效、科学合理的施工规划和进度安排是实现工程建设的纲领性标准，对于后期建筑施工有指导意义。相关的责任领导要注意加强对施工队伍以及施工质量的检查监督工作，防止出现以次充好的施工问题。其次，定期开展施工队伍的专业技能训练和培训工作，不断丰富施工技能，提高施工质量。施工工人是桥梁建造过程中最具活力的因素，只有做好了“人”的工作，才能完成“桥”的工作。

【参考文献】

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[责任编辑：杨玉洁]