预应力砼连续箱梁裂缝产生的原因分析

2017-04-11王凯楠

科学与财富 2017年8期

关键词：裂缝

王凯楠

摘要：我国的建筑行业在快速的发展，在建筑行业发展的过程中，一定要重视预应力砼连续箱梁，目前有许多的预应力砼连续箱梁产生裂缝，有些工程在刚刚施工完毕就会产生一定的裂缝，因此必须要对裂缝的原因进行分析，找出具体的解决对策。本文就是从施工、设计和外部因素的角度对裂缝产生的原因进行分析，为相关的研究提供借鉴。关键词：预应力砼；连续箱梁；裂缝；原因

我国的建筑行业在不断的发展，桥梁工程的数量也在不断的增加，经常使用连续箱梁这一结构，这种梁主要就是指薄壁箱型截面的一种梁，有着一定的抗扭性能和刚度，而且在偏心荷载的影响下，整个箱体的受力情况就会较多，对于T梁和主梁比较有利，也在一定程度上节省了材料。但是预应力砼连续箱梁也存在着极大的缺陷，极容易会产生施工裂缝，导致了桥梁的使用寿命下降，因此必须要对预应力砼连续箱梁的裂缝进行分析，找到合理的防治措施。

1 裂缝原因

1.1 设计原因

1.1.1 我国对于预应力砼连续箱梁的设计是有着明确的规定的，必须要按照相应的规定来开展相应的施工，规范中明确的阐述了计算的方法，如果在没有更加精确的计算方法下，那么连续箱梁的计算就可以参照T梁进行设计，在承受荷载的过程中，也要假设力学和实际的受力情况是一致的，也就是说T梁的单梁截面有着一致性，在承受荷载的过程中，只有与力学假设相一致，才能够保证设计主筋能够最大限度的发挥作用。但是箱梁是相反的，箱梁在承受荷载的过程中，肋与肋之间会在底板和箱顶的作用下发生力的传递变化，在这样的情况下，截面的受力情况在实际计算的过程中就无法达到最大的限度，而且设计的主筋也无法发挥作用。

1.1.2 T梁结构是极其简单的，每一个单梁都会设计成为支座，而且横向的荷载对于整个T梁结构也有着一定的影响，但是连续箱梁与T梁结构存在着明显的差异，连续箱梁的荷载对于肋板、底板和顶板既有着横向的影响也有着纵向的影响，而且产生的影响极大。

1.1.3 有些桥梁的连续箱梁会有一部分使用预应力砼结构，根据相关的规定可以得知，预应力砼结构的B构件是符合相关规定的，也就是说是允许产生一定的裂缝的，因此在实际的施工中，按照这一规定进行设计，在跨中部位就会产生一定程度的裂缝。

1.1.4 有些预应力连续箱梁在设计的过程中，仅仅是对砼的实际强度进行了有效的规定，但是并没有对砼的实际弹性模量进行合理的分析，在这样的情况下，梁体就会在自重的影响下出现膺架、徐度等变形，除此之外，也会出现张拉后梁体的变形，在试验选择的过程中，根据实际的试验配比来完成相应的工作，对于整个桥梁的弹性模具的衡量指标进行科学的规定，还要对砼的实际情况提出更加科学的建议。

1.2 施工的原因

1.2.1 预应力砼连续箱梁有着骨架钢筋多的主要特点，在施工的过程中，有着极大的施工难度，而且骨架钢筋的实际安装位置和箍筋的制作存在着极大的难题，尤其是端横梁和内盖梁的钢筋在安装的过程中有着极大的难度，而且也存在着一定的安全隐患，无法满足实际的设计要求。

1.2.2 箱梁的骨架钢筋较多，在这样的情况下，就会存在着内盖梁、横梁、肋板处的砼无法达到振实的基本要求，而且箱梁骨架钢筋也会存在着多的特点，距离较小，给施工带来了极大的难题，而且骨架处的砼一般是砂浆，这样就极容易导致整个抗拉区砼的强度无法满足设计的基本要求，砼的包裹力也存在着下降的情况，从而导致了砼的抗拉力也随着下降。

1.2.3 现浇箱梁的整个支架地基存在着强度不够的现象，而且整个箱梁砼在浇筑的过程中，也存在着初期下架沉降的情况，使得整个箱梁极容易出现不规则形状的裂缝，这种裂缝对于连续箱梁的应用也有着一定不利的影响，而对于整合箱体结构的实际应用是极为不利的。

1.2.4 砼的浇筑并没有严格的按照相关的规定进行，砼在浇筑的过程中，经常会出现计量不明确的现象，这样就吉荣贵会导致整个砼的浇筑会出现麻面蜂窝的情况，而且强度也极容易会出现下降，无法满足砼浇筑的基本质量要求。

1.3 其他原因

1.3.1 温度。砼连续箱由于日照引起桥面与其他部分的温度差而产生内力，在缺乏实测资料时，可假设温度差+5℃（桥面板上升5℃），并在桥面板内均匀分布。我国桥梁工程师在预应力砼连续梁桥设计中，已提出按桥面升温5℃计算温度应力是偏于不安全的。理论分析和实验研究均已表明，在大跨度预应力砼箱形梁桥中，特别是超静定结构体系（例如连续梁中），温度应力可以达到甚至超过活载应力，已被认为是预应力砼桥梁产生裂缝的主要原因。

1.3.2 收缩和徐变。预应力砼连浇箱梁中，徐变和收缩会导致预应力的损失。徐变将引起结构的次内力。这些都是箱梁产生裂缝的原因，砼收缩会使较厚构件（或在结构构件截面形状突变处）的表面开裂。这种表面裂缝是因为收缩总在构件表面开始，但受到内部的阻碍引起收缩拉应力而产生的。

2 预防措施

2.1 设计方面

2.1.1 梁在对称荷载作用下的弯曲存在剪力滞现象，特别是大跨度预应力砼桥梁中所用的宽箱梁（腹板间距较大的单箱单室的箱梁），剪力滞效应较为明显。此时，T梁翼缘有效分布宽度的计算方法已不能直接应用。因此，必须研究宽箱梁的剪力滞效应，寻求符合实际情况的计算方法。

2.1.2 当桥面宽度大于9m时，应进行桥面横向不对称荷载对箱体产生的不利影響的受力分析。

2.1.3 箱梁骨架钢筋设计时，应考虑箱体的顶、底板的共同参与抗弯、抗压、抗扭、抗剪的作用，骨架钢筋不宜多而杂。通常情况，骨架每肋有3～4排为宜，主筋的重叠最好不超过3排。

2.2 施工方面

2.2.1 加强对钢筋制作与安装的质量管理，使钢筋制作与安装符合设计要求。

2.2.2 支架的地基处理应规范，地基处理完毕后，请有关单位进行与施工条件相似情况下的地基承载力试验，确保支架的沉降在允许范围内。

2.2.3 浇筑砼前，对支架进行1.2倍梁身重量的荷载预压，消除支架变形。

2.2.4 预应力筋的张拉严格按设计进行，预应力筋孔道定位偏差也控制在规范允许范围内，预应力筋张拉时应有质检人员全过程旁站，确保张拉力达到设计要求。

3 结论