探討橋梁工程中預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫成因分析及防治措施

夏榮華

摘要：結(jié)合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了后張預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施，最后，通過(guò)具體實(shí)例，敘述了裂縫處理的加固方法及工藝。僅供相關(guān)技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：后張力 箱梁 裂縫 防治措施

0 引言

橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力箱梁經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅工程質(zhì)量，分析裂縫的成因并研究預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施，以確保箱梁結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量合格，是當(dāng)前工程技術(shù)人員刻不容緩的技術(shù)難題之一。本文針對(duì)裂縫的成因進(jìn)行了初步分析及探討，從而提出了相關(guān)的預(yù)防及防治措施，以供類似工程施工參考。

1 裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

1.1 裂縫產(chǎn)生的原因 一種是荷載引起的叫受力性裂縫；另一種是由于外界環(huán)境的變化所產(chǎn)生的裂縫，叫非受力性的裂縫。受力性裂縫產(chǎn)生的原因主要是支架地基壓實(shí)度不夠或底模支架不牢固，在荷載作用下，產(chǎn)生沉降，引起底模不均勻變形，當(dāng)變形受到約束時(shí)，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生次應(yīng)力，而混凝土早期強(qiáng)度較低，預(yù)應(yīng)力筋并未參與受力，則使混凝土產(chǎn)生過(guò)高的抗拉強(qiáng)度，從而引起混凝土的開(kāi)裂。

非受力裂縫產(chǎn)生的主要原因是溫度等外界環(huán)境變化導(dǎo)致的，養(yǎng)生及時(shí)與否等原因造成的。對(duì)于產(chǎn)生混凝土裂縫的因素是多方面的，對(duì)直接原因和間接原因要分析準(zhǔn)確，否則會(huì)收到事倍功半的效果，內(nèi)因主要是混凝土收縮造成的，因此，對(duì)于裂縫不僅要把握其主要因素，而且還要考慮到其他相關(guān)因素。

1.2 防止預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫的措施

1.2.1 改善混凝土材料的性能，調(diào)整水泥用量，選用連續(xù)集配碎石、中砂，采用低水灰比，降低砂率，適量摻加高效外加劑。

1.2.2 混凝土澆注的控制和養(yǎng)生?；炷翝沧⒖刂铺涠取⑴浜媳?，保證梁體強(qiáng)度均勻，澆注速度不宜過(guò)慢，在模板強(qiáng)度允許的情況下，盡可能減小混凝土的坍落度，減小水泥用量，延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，使底模沉降完成在混凝土初凝之前，盡可能提高混凝土的澆注速度，并分層分段澆注振搗。混凝土澆注后要盡可能早的進(jìn)行覆蓋和養(yǎng)生。覆蓋要采用保水性材料(例如土工布)，在養(yǎng)生期間要保持覆蓋物的濕潤(rùn)。

1.3 加強(qiáng)底模支撐系統(tǒng)的牢固性 支架地基的處理一定要徹底，一定要避免地基局部密實(shí)度過(guò)小而產(chǎn)生沉降，地基土要選擇透水性較好的材料，支架地基的標(biāo)高要高于原地表標(biāo)高，原地表土土質(zhì)較差時(shí)，必要時(shí)要進(jìn)行換填。同時(shí)支架地基四周要做好排水溝，防止雨水浸泡地基。支架一定要牢固，并且要對(duì)底模進(jìn)行整幅預(yù)壓，預(yù)壓重量不得小于梁體自重的80％(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù))，并對(duì)預(yù)壓前后沉降較大的部位查找原因，進(jìn)行處理，嚴(yán)禁用木支架，主要是難以控制沉降。

1.4 預(yù)應(yīng)力筋孔道的特殊處理 通過(guò)以往的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，預(yù)應(yīng)力筋孔道壓漿后，水泥漿泌水，由于多種原因，水不能完全被吸收，少量水長(zhǎng)時(shí)間存留于管道中，冬季氣溫在0℃以下，產(chǎn)生凍漲，在箱梁混凝土表面產(chǎn)生裂縫。這種情況下，排水是關(guān)鍵。根據(jù)預(yù)應(yīng)力管道的設(shè)計(jì)，在管道相對(duì)低處設(shè)置排水管道，待排水完畢，封閉管道。

2 裂縫處理的加固方法及工藝

2.1 修補(bǔ)裂縫的方法 修補(bǔ)裂縫的方法很多，歸納起來(lái)主要有開(kāi)槽法、低壓注漿法、表面覆蓋法三大類。

2.1.1 開(kāi)槽法適用于裂縫寬度大于0.5 mm的混凝土裂縫修補(bǔ)，材料的配合比為：環(huán)氧樹(shù)脂：聚硫橡膠：水泥：砂=10：3：12.5：28。

2.1.2 低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)，修補(bǔ)工序如下：裂縫清理一試漏一配制注漿液一壓力注漿一二次注漿一清理表面。

2.1.3 表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫適用于微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)，在其表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。

2.2 裂縫處理的工藝

2.2.1 裂縫的檢查及標(biāo)注 ①對(duì)于裂縫寬度<0.2mm，采用聚合物水泥表面封閉法，聚合物水泥是在加固專用的改性環(huán)氧漿液配出后加入50g 525#水泥攪拌均勻而成，封閉后要考慮梁體表面的美觀。②對(duì)于裂縫寬度≥0.2 mm，采用灌注混凝土裂縫修補(bǔ)膠液封閉裂縫法，將裂縫修補(bǔ)膠液壓注入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去，以達(dá)到封閉裂縫，恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性的目的，使混凝土構(gòu)件恢復(fù)整體性。

2.2.2 鉆孔在裂縫表面進(jìn)行騎縫鉆孔，以此作為灌漿導(dǎo)向孔，沿裂縫走向鉆孔?？咨?cm，孔徑8 mm，孔距35cm，凡裂縫交叉處應(yīng)在交叉地方鉆孔，在鉆孔過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)禁傷及波紋管。

2.2.3 清孔及裂縫表面處理所有孔眼必須使用高壓空氣吹洗干凈，使其不讓灰渣阻塞，之后沿裂縫從上而下將兩邊3cm～4cm范圍內(nèi)的灰塵、浮漿用小錘、手鏟、鋼刷、砂紙、毛刷依次處理干凈，將構(gòu)件表面整平，鑿除突出部分，然后用丙酮擦洗，清除裂縫周圍的油污，清洗時(shí)應(yīng)注意不要將裂縫堵塞。

2.2.4 粘貼灌漿嘴及裂縫表面封閉①粘貼灌漿嘴。灌漿嘴底盤的鐵銹必須除凈，并用丙酮擦洗干凈，然后將專用膠泥均勻的抹在底盤周圍，厚度1mm～2mm，與孔眼對(duì)準(zhǔn)粘貼在裂縫上，灌漿嘴的間距根據(jù)縫長(zhǎng)及裂縫的寬度以3.5cm～4.0cm為宜，一般寬縫可稀，窄縫宜密。每一道裂縫至少須各有一個(gè)進(jìn)漿孔的排氣孔。注意灌漿孔眼必須對(duì)中保證導(dǎo)流暢通，灌漿嘴應(yīng)粘貼牢靠，四周抹成魚(yú)脊?fàn)钸M(jìn)行封閉。②裂縫表面封閉。為使混凝土縫隙完全充滿漿液，并保持壓力，同時(shí)又保證漿液不大量外滲，必須對(duì)已處理過(guò)的裂縫表面(除孔眼及嘴子外)用聚合物水泥砂漿漿液沿裂縫走向從上至下均勻涂刷兩遍進(jìn)行封閉(寬度6cm～8cm)，并在上面分段緊密貼上一層玻璃絲布(寬度5cm～7cm)形成封閉帶。

2.2.5壓氣實(shí)驗(yàn)封閉帶硬化后，需進(jìn)行壓氣實(shí)驗(yàn)，以檢查封閉帶是否封嚴(yán)，壓縮氣體通過(guò)灌漿嘴，氣壓控制在0.2Mpa～0.4MPa，此時(shí)，在封閉帶上及灌漿嘴周圍可涂上肥皂水，如發(fā)現(xiàn)通氣后封閉帶上有泡沫出現(xiàn)，說(shuō)明該部位漏氣，對(duì)漏氣部位可再次封閉。試氣對(duì)于豎向縫可從下向上，水平向縫由低端向高端進(jìn)行。

2.2.6 灌漿操作①灌注裂縫采用空氣泵壓注法，壓漿罐與灌漿嘴用聚氯乙烯高壓透明管相連接，連接要嚴(yán)密，不能漏氣。②在灌漿過(guò)程中應(yīng)注意控制壓力，裂縫寬度較大的，如果進(jìn)漿通暢時(shí)，壓力宜控制在0.2MPa；如果裂縫進(jìn)漿不暢，可把泵壓控制在0.4MPa。③灌注的次序：對(duì)于水平裂縫宜由低端逐漸壓向高端；對(duì)于豎向腹板裂縫，由下向上逐漸壓注；從一端開(kāi)始?jí)簼{后，另一端的灌漿嘴在排出裂縫內(nèi)的氣體后噴出漿液與壓入的漿液濃度相同時(shí)，可停止壓漿，在保持壓力下封堵灌漿嘴。

3 工程實(shí)例

江西白羊大橋橋梁全長(zhǎng)576m，橋跨結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力后張法箱梁，5跨為1聯(lián)，共150m。施工時(shí)采用2次澆注，即箱梁底板和腹板為第一次，箱梁頂板和翼緣板為第二次。此種澆注方法，在彎矩為零、剪力最大處，箱梁頂板出現(xiàn)裂縫。經(jīng)分析為受力裂縫，采用開(kāi)槽填補(bǔ)法處理了裂縫。后來(lái)改為3次澆注，將箱梁頂板分為2次澆注，在墩頂處1/5跨范圍內(nèi)做頂板第二次澆注，從而避免了裂縫。在本座橋梁施工中產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，一是混凝土材料中沒(méi)有摻加高效緩凝劑；二是澆注順序同樣影響裂縫的產(chǎn)生；三是澆注速度直接影響裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)論

裂縫是預(yù)應(yīng)力箱梁的重大質(zhì)量問(wèn)題，引起裂縫的因素很多，也很復(fù)雜，主要包括受力和非受力兩因素。在工程施工中，只要認(rèn)真分析每一個(gè)可能導(dǎo)致裂縫的因素，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，預(yù)應(yīng)力箱梁的施工裂縫就可以得到有效的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTJ041-2000.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[s]，

[2]施嵐青，國(guó)振喜.簡(jiǎn)明混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社.1993.7.

[3]劉效堯，朱新實(shí).預(yù)應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備[M].人民交通出版社.2002.5.