连续箱梁裂缝成因分析及预防措施

李松冈

摘要：随着人们生活水平的提高，对建筑方面的要求不断提高。目前，在混凝土连续箱梁在施工过程中，因为设计、施工、环境条件等方面的影响，往往造成较为突出的裂缝问题，导致混凝土连续箱梁在施工过程中，往往存在诸多的性能不足、安全性不良等方面问题。这些问题产生的原因较多，应能做好必要的预防措施落实工作，提升对于裂缝问题的控制作用。

关键词：混凝土连续箱梁;裂缝成因;防护策略

引言

混凝土箱梁在桥梁的设计中被广泛的应用，箱梁以其良好的抗裂能力、稳定性和刚度在桥梁交通中发挥着巨大的作用。虽然箱梁具有众多的优点，但是由于生产和使用等诸多环节不同因素的影响，造成梁体出现裂缝。裂缝的产生不但使箱梁自身的强度降低，水分和空气的进入会导致钢筋的锈蚀，导致桥梁承载力的降低。箱梁由于自身结构的特点，箱梁裂缝可能出现在梁体各个部位，本文对其出现的原因进行分析，寻找相应的解决措施。

1连续箱梁桥裂缝形成的原因

1.1水泥水化热影响

水泥的水化反应，导致了大量热量的发生，而这种热量对于预应力混凝土连续箱梁来说，因为其体积较大，散热能力不足，导致了在施工过程中，内部的热量不能有效的排除，导致了内外温差的影响，很多裂缝问题在内部和外部不同应力作用影响的前提下发生。

1.2腹板裂缝的成因

在现浇连续箱梁中，箱梁腹板裂缝是非常常见的裂缝形式。箱梁的腹长期受力，承受桥梁上部的荷载，当形变发生到一定程度时，就会产生裂缝，这类裂缝的分布具有一定的规律性，主要存在于支座等承重部位附近。而且由于荷载是长期稳定存在的，所以这类裂缝会逐渐的发展，由腹板底部向上扩展，接近受压区域。这种裂缝需要通过调整预应力结构和配筋进行预防。

1.3支座处弯曲裂缝产生的原因

混凝土连续箱梁产生弯曲裂缝的情况比较常见，该类裂缝一般出现在支座处，主要原因是由于该处混凝土的正应力远远超过了拉应力，进而导致结构内部的压力分布出现了变化，使得受压区混凝土产生了裂缝，并随着时间和荷载的不断作用而向下延伸，形成弯曲裂缝。在一些特殊的情况下，由于某些外在荷载的作用或者结构本身的影响，致使混凝土的拉应力远远超出了它的抗拉极限，这成为出现弯曲裂缝的直接原因，如果此种裂缝不能得到及时修复，将会逐渐深入到腹板中，给结构带来巨大的破坏。

1.4温度对裂缝的影响

本节主要研究新旧规范不同规定下，温度对箱梁开裂的影响，通过计算主拉应力值的大小作为评定依据。通过应力数值变化可以看出：不同规范下5号节点的主拉应力差值为0.15MPa，应力增长24%;7号节点的主拉应力差值为0.13MPa，应力增长14%;9号节点的主拉应力差值为0.06MPa，应力增长9%。通過应力增长的数值可以看出温度荷载对箱梁腹板斜裂缝的影响较小。

2预防措施

2.1优化施工材料

混凝土连续箱梁的裂缝产生，很多程度上是由混凝土的性能决定的。混凝土质量受到骨料、水泥和外加剂等原材料的影响。而这些材料又会受到原材料产地的影响。不同地区由于环境不同，材料的性能和酸碱会出现差异。混凝土在拌和过程中由于材料碱活性的高低不同，会对箱梁的钢筋骨架造成一定的腐蚀，钢筋的损伤会减弱箱梁的整体的承载能力，箱梁慢慢发生变形，当达到一定程度时裂缝就会出现。所以，选择原材料时，一定严格控制其成分，减量选用碱活性较小的材料。不仅如此，材料的集配也会对混凝土的品质造成影响，例如：粗骨料的针片状含量和细骨料的品质。在高品质混凝土生产中，不可使用天然砂，由于天然砂的质量无法把控，所以必须采用符合要求的机制砂。通过合理的级配保证混凝土的质量，减少箱梁裂缝的产生。除此之外，混凝土的外加剂会对混凝土的性能造成改变，所以合理的使用外加剂能够优化混凝土的性能，从而减少裂缝出现的几率。

2.2严格管控浇筑前施工过程

预防箱梁裂缝的产生不仅需要控制材料，同时要对混凝土浇筑前的施工过程严格管控。在现浇箱梁中，首先就是支架和模板的安装。箱梁的施工要在支架上进行，所以其稳定性决定了施工过程的安全和箱梁的最终的质量。在支架安装前，要对地基进行处理，消除沉降和弹性形变，同时模板支架的刚度必须满足施工需要，对支架体系和地基的承载能力进行验算和预压。在预制箱梁中，箱梁预制场的标准化建设尤为重要，要保证预制场地基承载力符合要求，防止在预制过程中出现地面不均匀沉降。箱梁台座强度和刚度满足箱梁制作需求。在绑筋中，箱梁的钢筋绑扎和预应力筋的安装也会对裂缝的出现产生影响。如果钢筋绑扎位置偏移，会出现保护层不足，钢筋或者钢筋绑扎线外露的情况，钢筋暴露受到腐蚀之后就会对承载成立造成影响，从而发生裂缝。所以在钢筋的绑扎过程中，要严格控制钢筋绑扎的精度和绑线接头的处理。在安装预应力筋时，要保证预应力筋位置准确且预应力管道内无异常，避免在后期施加预应力时造成对梁体的破坏。

2.3控制基础及支架模板的施工质量

混凝土连续箱梁桥的主要承力结构为基础，所以，在施工中要严格控制基础的施工质量，通过各种方式来对基础进行加固处理，在施工时要对地基和基础的结构层进行严格的检测，确保其和设计一致，并保证其有足够的承载力，进而避免由于设计或者施工质量而产生的地基不均匀沉降等现象，因为一旦地基产生不均匀沉降，箱梁结构就会产生不同程度的裂缝，严重者甚至导致结构的断裂。

混凝土连续箱梁多为现浇结构，因此需要大规模的支架搭设。作为混凝土浇筑中的重要结构物，支架的质量直接关系混凝土浇筑的质量，这也在侧面影响了桥梁裂缝的产生。在进行支架的搭设时，要仔细检查支架的质量，对其强度及承载能力等方面进行严格的检测，确保其在使用过程中不会产生变形。支架搭设完成后，要根据结构受力进行必要的预压，消除地基和支架之间的非弹性变形，保证结构的安全性和稳定性。

2.4落实科学化的施工工艺技术

一般在施工过程中，要能具备突出的施工工艺技术保障，为减少水泥水化热问题的影响，在施工过程中，应能积极采取分层施工的方式，利用分层浇筑的浇筑面进行科学有效的热量散失。一般在施工过程中，要能控制上下层分层浇筑时间，不能超过混凝土的初凝时间，避免存在预应力混凝土连续箱梁整体性不足的问题。施工过程中，要能保障混凝土的供应，具备连续施工的能力，保障混凝土施工浇筑的过程顺畅、合理，全面解决好水化热的影响问题。

2.5做好混凝土的拌和及养护

混凝土材料的质量是结构整体质量的根本，因此，在混凝土的拌和阶段就要严格控制其材料的比例和质量。在初期材料的选购上，要保证其符合国家规定的质量要求，在拌和时，严格根据要求控制混合材料的比例，在搅拌时，对于搅拌的力度和速度也要满足要求，進而从根本上保证混凝土的质量。混凝土浇筑之后要做好必要的养护，根据相关的养护规范及现场环境和气候的影响等因素，选择合理的养护方案，并保证其达到一定的养护期，在达到强度要求后再进行使用，进而确保结构的稳定性，避免结构裂缝的产生。

2.6被动加固法

被动加固法主要是通过在桥梁的薄弱部位或者损害部位进行相应材料的填充，填充材料有相应强度钢板、湿砂以及纤维布等。该加固方法目的是使加固材料和箱梁共同受力，但桥梁构件与加固材料受力不同步，所以加固材料与梁体不能完全协同工作，桥梁运营过程中受到荷载作用时，梁体产生的拉应力、压应力和剪应力对梁体本身会产生较大影响。所以梁体一般达不到设计规定的抗拉强度。

间接加固法是通过改变梁体的自身结构或受力特点，使梁体产生内力重分布，从而提高结构的承载能力，改善构件的使用性能，间接起到加固补强的作用。桥梁工程中经常用到的间接加固法有：加斜支撑法（减小因跨径过大而产生的过大弯矩）、简支梁转连续梁法，调整荷载横向分布系数等方法。

结语

混凝土连续箱梁在裂缝问题的控制过程中，要能具备更加突出的科学措施制定和应用效果，要能做到在裂缝问题的控制过程中，具备较为突出的控制能力，以规避不良问题，科学发挥结构体的功能作用。

参考文献

[1]朱汉华，陈孟冲，袁迎捷.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治[M].北京：人民交通出版社，2016.

[2]龙佩恒.预应力混凝土箱梁桥开裂的数值分析方法[D].同济大学.2015.

[3]黄业勤.预应力箱梁腹板早期裂缝的原因分析和防治措施[J].工程技术研究，2019（15）.

[4]蒋昌平.预应力混凝土组合箱梁裂缝病害成因分析及加固技术研究[A].中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会[C]，2017.

[4]张波，王月钱，刘近龙.施工中的连续梁桥箱梁腹板竖向裂缝检测及处理[J].北京工业职业技术学院学报，2018.

[5]崔光维.大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁裂缝原因与防治对策[J].交通世界，2018（12）：118-119.