基于后张法预应力混凝土T梁裂缝控制技术分析

孙炜

摘 要：本文结合某道路桥梁工程施工案例，主要对后张法预应力混凝土T梁裂缝成因进行了分析，并提出了相应的解决预防措施，以期为广大从业者提供有价值的参考。

关键词：预应力混凝土T梁;裂缝问题;防治措施

在公路工程、桥梁建造中，预应力混凝土梁得到了广泛应用，但是长久以来，预应力混凝土量裂缝问题，却未得到有效的解决，因裂缝导致的桥梁垮塌事件时有发生。目前，我国交通建设规模越来越大，道路、桥梁建设水平亟需提升。因此，探讨后张法预应力混凝土T梁裂缝控制技术，具有极其重要的现实意义。

一、混凝土T梁裂缝情况

某标段桥梁施工区域气候炎热、空气干燥，夏季气温在38℃-45℃之间，属于典型的沙漠气候。桥梁上部结构采用后张法预应力混凝土T梁，下部结构为肋板式桥台、柱式墩。桥梁的试验量在施工完成后，施工人员利用土工布+喷洒的方式对其进行养护，但是在拆模3d后，施工人员发现腹板上出现了许多竖向裂缝，裂缝从翼缘板底部逐步向腹板发展，并有少量的水平裂缝。监理、施工员、技术负责人立即针对裂缝问题，综合现场的气候以及混凝土原材料等因素，进行总结、分析。

二、裂缝成因以及预防措施

（一）炎热气候导致的裂缝

成因：经过施工试验发现，在高温状态下，混凝土的强度会随着气温的升高逐步降低，而混凝土和钢筋之间的粘结度也会逐步下降。而混凝土因为受热，水分蒸发速度过快，急剧收缩随之产生裂缝[1]。

措施：需选择在一天中气温最低的时段进行混凝土浇筑，在浇筑混凝土前，需要利用凉水冲洗模板、砂石料，达到降温的目的。在条件允许的情况下，可搭设隔热屏障，避免阳光直射到混凝土上，还可采用水热化比较低的水泥，通过合理控制水泥的用量，降低混凝土温度应力[2]。另外，在浇筑混凝土的过程中，混凝土必须要充分拌和，并且要利用振捣工具充分振捣，确保混凝土能够流淌至模板各处。

（二）温度应力导致的裂缝

成因：后张法预应力混凝土T梁体积过大，构件和模板底板的摩擦力较大，两端受到的约束力较大，在凝固的过程中，因周围环境温度的变化，导致产生外加的温度应力形成大面积裂缝。

措施：首先，在施工前必须要清洗底座钢板表面，然后涂刷防锈剂;其次，在安装模板前，模板和钢板需要涂刷一层脱模剂（要注意，不可采用肥皂水）;最后，后张法预应力混凝土T梁根据顶部混凝土硬化程度，逐步放松端模，以此来保证后张法预应力混凝土T梁在凝固过程中能够自由收缩。

（三）收缩变形导致的裂缝

后张法预应力混凝土T梁收缩变形可分为自身收缩、缩水收缩、塑性收缩，而收缩变形则是导致后张法预应力混凝土T梁出现裂缝的主要原因，尤其是在空气干燥、气候炎热的地区，体积大、面积大、厚度小的构件，若是没有及时的进行有效养护，收缩就会导致混凝土出现严重的开裂问题[3]。

1、自身收缩

自身收缩主要是指混凝土自身在凝固、硬化的过程中，水泥遇水会发生水热化学反应，这种收缩无关于外界的温度、湿度，主要取决于水泥的种类、混凝土的拌料以及水泥的掺加量，通过合理的配比，就可解决自身收缩导致的裂缝问题。

2、缩水收缩

缩水收缩是指混凝土在硬化之后，其表层水分逐步蒸发，温度也在逐步降低，混凝土构件体积逐步减小。混凝土構件在凝固、硬结的过程中，其表面水分蒸发速度和内部水分蒸发速度存在一定的差异，不均匀的收缩，就会导致混凝土表面承受一定的拉力。而当其承受的压力大于混凝土表面的抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。一般来说，缩水收缩产生的裂缝多为“龟裂”，在配筋率大于3%的混凝土构件上尤为多见。

3、塑性收缩

塑性收缩通常发生于施工过程中，在混凝土浇筑后4-6h，水泥水热化反应正处于高峰时期，分子链在构件中逐步构成，存在水分快速蒸发、混凝土快速收缩等现象，在这个过程中，混凝土中的集料会因为自重而逐步下沉，但混凝土在这个过程中尚未完全完成硬化，所以称之为塑性收缩。骨料下沉的过程中，若是不能正常下沉，受钢筋的阻挡，就会沿着钢筋走向，出现裂缝。为解决该问题，施工前必须要有效解决水灰比，要合理控制搅拌时间，保证振捣的密实度。

4、收缩变形裂缝预防措施

混凝土收缩裂缝大多是表面结构出现的裂缝，裂缝形成多为龟裂。为有效避免这类裂缝，不仅需要合理控制振捣、水灰比，同时也要采取合理的养护方法，解决混凝土凝固过程中的水热化反应，以此来保证混凝土的强度。其预防措施具体如下：①混凝土在浇筑之前，需要将模板用凉水冲洗，混凝土在初凝后利用土工布、草席覆盖，然后洒水养护[4]。②可选用水泥标高较高、收缩性较差的水泥，尽可能控制水泥用量，可采用石英、白云岩、长石等收缩性较差、吸水率较小的骨料。③可选用保水性较好的外加剂，在振捣的过程中要尤其注意控制振捣深度、密度[5]。

（四）地基变形导致的裂缝

不均匀沉降或者压缩变形会导致混凝土结构出现附加应力，从而出现结构性裂缝。本文列举的桥梁施工案例，经过2d观察，基本排除了台座下沉的可能性。而针对地基变形问题，在施工前，必须要根据后张法预应力混凝土T梁重量，有针对性的对台座进行载荷试验，通过堆载的方式，利用水平仪进行沉降观测，以此来确定是否存在不均匀沉降或者压缩变形等问题。

（五）施工材料导致的裂缝

1、水泥

水泥材料方面的因素主要体现在以下几个方面：①水泥中的氯化钙含量不符合规范标准，在混凝土凝固的过程中，氯化钙的水化作用发生较为缓慢，在混凝土凝固后仍旧存在一定的水化作用，从而对已经凝固硬结的结构产生影响。②水泥出厂强度达不到标准，水泥存在受潮或者过期等问题，混凝土凝固后强度达不到标准，从而出现裂缝。③若是水泥中碱含量比较高（一般需控制在0.6%以下），或者水泥中含有碱性的骨料，就有可能出现裂缝。④一般来说，低热水泥、矿渣水泥的收缩性较强，火山灰水泥、普通硅酸盐水泥收缩性较差，而在施工的过程中，常会增加水泥用量以提高构件强度，这种做法就会导致裂缝出现概率大幅度提升。

2、骨料

砂石粒径选择不合理，导致水泥拌和水用量增大，混凝土强度因此受到影响;砂石中含泥量大，导致混凝土的强度、抗渗性受到影响;砂石中的有机物过多，导致混凝土的凝固时间延长，这些因素均会增加裂缝发生概率。

三、结语

通过上文对后张法预应力混凝土T梁裂缝成因的分析以及总结，在工程中，要注意对施工现场人员进行专业的技术培训以及详细的技术交底，提高施工现场操作人员的责任心以及施工技术水平。同时，要严格控制水泥、骨料的选材、用量，在高气温环境作业时，需要采用一定的防治方法，合理控制混凝土温度，这样才能有效控制后张法预应力混凝土T梁裂缝问题。

参考文献：

[1]罗万武.普速铁路后张法预应力混凝土T梁常见裂纹分析及防治浅析[J]. 中国建材科技， 2017（3）.

[2]陶江洪. 后张法预应力混凝土T梁施工技术分析[J]. 四川水泥， 2017（3）.

[3]王林.铁路后张法预应力混凝土简支T梁上拱变形的分析与控制[J]. 智能城市， 2018.

[4]刘磊. 后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁预制常见问题及控制[J]. 中国标准化， 2018（20）：84-85.

[5]侯少博. 预应力混凝土T梁施工技术探析[J]. 交通世界， 2017（35）：98-99.