預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因及防治措施的探討

李晶艷

江西景泰路橋工程有限公司

【摘 要】預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋成因具有其普遍性和特殊性，而且混凝土裂縫勢必會(huì)直接影響橋梁的整體質(zhì)量和人們的出行安全。因此，施工企業(yè)必須加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土施工的全面重視。據(jù)此本文主要對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了一些有效的防治措施。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力橋梁；砼裂紋；成因；防治措施

一、預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的成因

（一）收縮裂紋

砼組成材料主要包括水泥、骨料、外加劑與摻合料，在對(duì)砼材料進(jìn)行配比時(shí)一旦配比不準(zhǔn)確就極易造成砼裂紋，在對(duì)砼的骨料進(jìn)行添加時(shí)，如果骨料的質(zhì)量不合格就會(huì)造成砼的強(qiáng)度降低，荷載力下降，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋問題。在對(duì)砼攪拌時(shí)如果水泥與水的配合比不準(zhǔn)確，無論是水過多或過少都會(huì)造成砼收縮性的破壞，進(jìn)而引發(fā)塑性式裂紋。在對(duì)砼添加外加劑時(shí)，如果外加劑或摻合料的類別質(zhì)量出現(xiàn)問題就極易造成水、骨料與外加劑之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)砼裂紋問題。

（二）荷載裂紋

1.直接應(yīng)力裂紋。直接應(yīng)力裂紋是指在荷載作用下產(chǎn)生的直接應(yīng)力而造成的裂紋。直接應(yīng)力裂紋主要是由于沒有對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的預(yù)算或是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛性不夠，沒有對(duì)模型進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，在工程施工過程中忽視了鑿槽、開動(dòng)等，這些就會(huì)造成荷載發(fā)生變化，進(jìn)而引起砼裂紋。

2.次應(yīng)力裂紋。次應(yīng)力裂紋是指在荷載作用下產(chǎn)生的次應(yīng)力而造成的裂紋。次應(yīng)力主要是因在預(yù)應(yīng)力橋梁工程設(shè)計(jì)階段荷載預(yù)算出現(xiàn)了遺漏的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致荷載預(yù)算不足，這時(shí)所產(chǎn)生的次應(yīng)力砼根據(jù)就無法承受，這樣就極易產(chǎn)生砼裂紋，除此之外，當(dāng)砼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)開洞、設(shè)置牛腿或鑿槽，在使用常規(guī)計(jì)算法時(shí)就很難用準(zhǔn)確圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，因此就會(huì)根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行受力鋼筋的設(shè)置。對(duì)受力構(gòu)件進(jìn)行挖孔，力流會(huì)產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，并集中在孔洞附近，進(jìn)而產(chǎn)生很大的集中應(yīng)力，在受力構(gòu)件變形或砼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處就會(huì)產(chǎn)生砼裂紋。

（三）溫度裂紋

在對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁進(jìn)行施工中，外界的溫度變化也會(huì)影響到砼的裂紋。其中澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度與結(jié)構(gòu)的散熱溫度都會(huì)影響到砼內(nèi)部的溫度變化，外界氣溫越高，澆筑溫度也會(huì)越高，這樣就會(huì)加速砼內(nèi)部水分的蒸發(fā)，從而導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂紋，而外界氣溫如果出現(xiàn)晝夜溫差過大現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致氣溫迅速上升或下降，就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力現(xiàn)象，這就極易容易引起砼的開裂。除此之外，外界的濕度也會(huì)引發(fā)砼的裂紋，當(dāng)外界的濕度相對(duì)較低時(shí)就會(huì)引起砼的干縮，進(jìn)而導(dǎo)致砼產(chǎn)生裂紋。

（四）沉降裂紋

在對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁進(jìn)行施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地基沉降的現(xiàn)象，一旦地基發(fā)生沉降就會(huì)產(chǎn)生砼裂紋，一方面，在塑性狀態(tài)下，砼基礎(chǔ)及支架會(huì)發(fā)生不均勻沉降，在砼結(jié)構(gòu)局部變形或受到約束的情況下就會(huì)產(chǎn)生砼裂紋。另一方面，當(dāng)出現(xiàn)大體積的砼時(shí)砼在重力作用下就會(huì)出現(xiàn)不同程度的下沉，這時(shí)水泥漿就會(huì)呈現(xiàn)出上浮趨勢，當(dāng)砼下沉至一定的程度就會(huì)在鋼筋與模板的共同作用下而產(chǎn)生裂紋。

（五）預(yù)應(yīng)力裂紋

沒有嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，砼強(qiáng)度尚未符合設(shè)計(jì)要求時(shí)張拉其預(yù)應(yīng)力筋，在錨中局部根據(jù)泊松效應(yīng)可知將產(chǎn)生橫向環(huán)狀拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，或底板中部縱向預(yù)應(yīng)力的泊松效應(yīng)及施工中預(yù)應(yīng)力管道周圍砼不均勻收縮而導(dǎo)致底板橫橋向產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而引發(fā)底板裂紋。焊接的預(yù)應(yīng)力筋不合格，在張拉預(yù)應(yīng)力筋過程中產(chǎn)生斷裂或預(yù)應(yīng)力筋、錨具等設(shè)備質(zhì)量不佳，張拉時(shí)突然破壞、斷裂，以及因過多油污導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋滑絲或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件沒有進(jìn)行脫模或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件頂面沒有設(shè)置長縱向鋼筋，將其放張后使構(gòu)件產(chǎn)生起拱及收縮，進(jìn)而引發(fā)不同程度的裂紋。

二、預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的防治措施

（一）混凝土材料選擇

在確保能夠滿足工程強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，選擇使用較低CA/SO、較低NaO和KO、較高CAF含量的水泥，以此有效減少收縮裂縫的發(fā)生。在選擇骨料時(shí)，應(yīng)該選擇使用性質(zhì)良好的顆粒級(jí)配、表面干凈、雜質(zhì)含量較少的砂石，從而盡量減小孔隙率，促使其能夠和水泥漿相結(jié)合，并大大降低混凝土水化熱的作用，全面確?；炷恋哪途眯院褪褂眯阅埽M量避免產(chǎn)生裂縫。在箱梁鋼筋密集的位置，適當(dāng)添加減水劑，改善混凝土的和易性，并適當(dāng)減慢初期水化熱的產(chǎn)生，以減少溫度裂縫發(fā)生，另外，還要適當(dāng)添加密實(shí)劑，促使各層混凝土之間的連接完整，避免發(fā)生施工裂縫。配置混凝土應(yīng)該以滿足混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等要求為基礎(chǔ)，合理確定水泥、水、沙子、石子的用量比例關(guān)系，再加上外加劑的比例。在保證砼澆筑均勻和振搗密實(shí)的前提下，采用少許拌合水量、水灰比，較好的骨料級(jí)配，較小的坍落度，以及低拌合溫度，以此促進(jìn)砼的干縮性的下降。

（二）混凝土澆筑

在澆筑連續(xù)箱梁時(shí)，采用從頂板下料，先澆筑底板，再澆筑腹板，最后澆筑頂板的順序進(jìn)行澆筑，并采用不同坍落度加以控制。底板和頂板最好控制在14～16cm之間，腹板在需要控制在16～18cm之間。同時(shí)，還要注意兩邊對(duì)稱振動(dòng)，嚴(yán)格控制振動(dòng)時(shí)間。底板和頂板采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗加固，布點(diǎn)必須均勻，并進(jìn)行逐步振搗，特備是錨頭的位置以及新舊混凝土接縫處的振搗，不能過振，也不能漏振，必須保證砼的質(zhì)量，全面遏制裂縫發(fā)生。梁體頂板在澆筑后，需要進(jìn)行二次收漿，并做抹面拉毛處理，避免發(fā)生沉陷裂縫。

（三）預(yù)應(yīng)力施工

在預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，應(yīng)該采取標(biāo)定千斤頂油表、檢查錨具和鋼絞線的質(zhì)量、控制張拉時(shí)混凝土的強(qiáng)度和彈性模量、使工作錨與錨墊板貼近、注意加載卸載手段、按照張拉順序施工等措施，嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力施工精度，避免受錨頭混凝土質(zhì)量、錨下鋼筋及彈簧筋的布置等因素影響，以此減少預(yù)應(yīng)力裂縫的發(fā)生幾率。

（四）后期養(yǎng)護(hù)處理

在混凝土澆筑結(jié)束后，需要采取混凝土表面澆水或覆蓋的方法，保障混凝土表面足夠濕潤，從而避免混凝土表面發(fā)生開裂。在施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，不能隨意進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。對(duì)于預(yù)應(yīng)力橋梁的使用情況，也需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，一旦發(fā)生問題，必須及時(shí)采取措施加以補(bǔ)救。在預(yù)應(yīng)力橋梁發(fā)生裂縫后，需要及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行彌補(bǔ)，以此避免造成不必要的人力、物力、財(cái)力損失。如果裂縫對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的承載能力沒有產(chǎn)生影響，那么在清潔裂縫表面之后，可以適當(dāng)采取表面抹水泥砂漿、表面涂環(huán)氧膠泥或者聚乙烯泥、表面槽嵌補(bǔ)法等加以處理。如果裂縫對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的承載能力產(chǎn)生影響，可以采用內(nèi)部修補(bǔ)法和結(jié)構(gòu)加同法，處理裂縫。

三、結(jié)語

總而言之，預(yù)應(yīng)力砼的抗裂性能良好，因此得以在各行業(yè)廣泛應(yīng)用。在實(shí)際施工過程中，預(yù)應(yīng)力砼將會(huì)產(chǎn)生許多類型的裂紋，以此對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量和使用壽命造成直接性的影響。預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的問題十分復(fù)雜，和混凝土材料、預(yù)應(yīng)力、澆筑施工等因素息息相關(guān)，這就需要施工企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)影響因素的重視，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)造成砼裂紋的主要成因進(jìn)行詳細(xì)分析，并及時(shí)制定有效的、完善的防治措施，從而嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力橋梁砼裂紋的發(fā)生，為人們的出行提供安全保障。

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