第一篇：淺析預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁裂縫成因及預(yù)防措施

淺析預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁裂縫成因及預(yù)防措施

(作者：陳中杰 來源：中鐵十一局三公司烏拉特前旗制梁場 時間：2010年12月10日)摘 要：本文結(jié)合場內(nèi)預(yù)制T梁實際施工經(jīng)驗，針對預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁預(yù)制過程中常見的一些裂縫形式，重點從裂縫產(chǎn)生各部位中剖析其成因，并探討實際施工中具體的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞： 混凝土

裂縫 成因 預(yù)防措施

目前，我國的鐵路及公路建設(shè)得到迅猛發(fā)展，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)越來越高，施工難度相繼增大，以場制橋梁為例，設(shè)計使用壽命100年，時速120-350Km/h不等，而混凝土受當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、設(shè)施、技術(shù)水平等影響，難免會出現(xiàn)這樣或那樣的裂縫。有些裂縫在承受活載或外界因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋銹蝕，嚴重影響梁體的強度、剛度及使用壽命。為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文盡可能對混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因和部位作較全面的分析、總結(jié)，以方便施工找出控制裂縫的可行辦法，達到防范于未然的作用。

梁體裂縫總體分為受力裂縫、非受力裂縫及表面龜裂，下面就該三種裂縫常出現(xiàn)部位、成因及預(yù)防措施進行簡單闡述。

一、受力裂縫

受力裂縫一般出現(xiàn)在梁體終張拉后或承受活載作用下，部分梁場由于存梁臺座承載力設(shè)計達不到存梁要求，梁體受自重影響造成不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫亦為受力裂縫，受力裂縫在混凝土徐變及承受活載作用下會不斷擴展，其危害性比較強。梁端腹板變截面處縱向裂縫

該種裂縫在T梁中較為常見，多出現(xiàn)于終張拉之后，特別是曲線梁較為突出，隨著時間推移，混凝土徐變及受張拉影響梁體回縮，該裂縫會出現(xiàn)擴展現(xiàn)象。

1.1 成因分析

1.1.1 該部位受端模錨盒影響，鋼筋設(shè)計布置不當(dāng)，造成此處澆筑成型后混凝土基本處于“無筋”狀態(tài)，較易開裂。

1.1.2該部位上下截面受臨近孔道（N2及N3）張拉影響，受力面積懸殊較大，造成混凝土回縮量不一致，從而產(chǎn)生裂縫。

1.2 預(yù)防措施

1.2.1準(zhǔn)確控制張拉力。張拉時必須嚴格掌握操作規(guī)程，對張拉油泵、油壓表、千斤頂及時檢查標(biāo)定，張拉過程中送油速度宜慢不宜快，單個孔道張拉完成后及時以伸長值作校核，保證持荷時間，確?；赜湾^固力與計算值相符。

1.2.2 鋼筋綁扎完成后，在變截面處加設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片并綁扎牢固以增強該部位混凝土抗裂性。

2下翼緣與梁底交界處豎向裂縫

該種裂縫多發(fā)生在梁體初張前后或移出制梁臺座后，該種裂縫在靜載試驗中易作為判定梁體合格與否的關(guān)鍵。2.1成因分析

2.1.1 梁體在澆筑完成后，早期養(yǎng)護不及時，混凝土強度未到設(shè)計值進行初張或初張后混凝土強度上升慢，移出臺座后受自身重力影響開裂。

2.1.2 初張拉時張拉力不足或張拉回油錨固力達不到計算值要求，梁體張拉力不足以抵消自重產(chǎn)生開裂。

2.1.3 梁體在溫度未達到“2個15℃”前進行拆模。因底板較厚，混凝土凝結(jié)期間產(chǎn)生水化熱，內(nèi)部溫度較高，下翼緣外側(cè)接觸空氣的部分偏低，從而產(chǎn)生溫度裂縫，移出臺座后受自身重力影響導(dǎo)致裂縫擴展。

2.2預(yù)防措施

2.2.1 梁體澆筑完成后及時進行養(yǎng)護，確保早期強度上升，若梁場需加快制梁臺座周轉(zhuǎn)或遇冬季施工可考慮蒸汽養(yǎng)護，蒸汽養(yǎng)護需按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.2.2 初張拉力可適當(dāng)加大，建議控制在終張拉控制應(yīng)力的15%，張拉持荷完成后，及時檢查回油錨固力，確保回油錨固力至計算值（回油錨固力為該孔道最終張拉力值）。

2.2.3 梁體拆模時確保環(huán)境與表層以及表層與芯部溫差不超過15℃。3 梁端側(cè)面豎向裂縫（支座板處）

該種裂縫多出現(xiàn)于初張拉之后，支座板處梁體兩側(cè)沿梁底至梁面方向產(chǎn)生豎向裂縫。該種裂縫短期不會影響梁體質(zhì)量，若長期不處理，會造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕，混凝土碳化、保護層剝落，嚴重影響梁體耐久性。3.1 成因分析

3.1.1 初張拉時，梁體受力會產(chǎn)生壓縮起拱變形，梁底回縮時，支座板與底模鋼板、梁底混凝土與底模鋼板間摩擦力不一致，從而造成支座板處沿梁底豎向開裂。

3.1.2 初張拉后，梁體產(chǎn)生一定彈性上拱，而制梁臺座呈二次拋物線布置，此時梁體受力處于梁端處，若不及時將梁體移出存放，梁端會由梁體自重而產(chǎn)生開裂。

3.2 預(yù)防措施 3.2.1 支座板安裝后，應(yīng)于支座板與底模兩側(cè)及前端空隙處涂抹潤滑劑來減少后期初張時的摩擦力。

3.2.2 梁體初張后應(yīng)及時將梁體移出存放。4 沿預(yù)應(yīng)力管道縱向裂縫

該種裂縫多出現(xiàn)于梁端第一、二節(jié)間的下緣側(cè)面及梁底，有些亦出現(xiàn)在腹板與下翼緣交界處，此種裂縫一般處于預(yù)應(yīng)力管道部位，走向與預(yù)應(yīng)力管道也一致，特別是梁底出現(xiàn)此種裂縫的長度及寬度會影響靜載試驗效果。

4.1成因分析

4.1.1 梁體下翼緣較寬腹板較薄、鋼筋布置很密導(dǎo)致梁體下翼緣及梁底混凝土較難振搗密實，該種部位混凝土抗裂性能差。

4.1.2 張拉力過大，梁體受高壓在下翼緣或梁體混凝土較易產(chǎn)生縱向裂紋。

4.1.3 鋼筋保護層墊塊布置偏少，梁體澆筑過程中，鋼筋受混凝土橫向擠壓向外側(cè)偏移導(dǎo)致保護層過薄，梁體張拉時受到過高的縱向壓力而沿預(yù)應(yīng)力管道或主筋方向產(chǎn)生裂縫。4.1.4 混凝土配合比中，過多的水泥用量導(dǎo)致混凝土水化熱較高，該種熱量過多的囤積在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)得不到釋放，導(dǎo)致梁底或腹板與下翼緣交界處沿預(yù)應(yīng)力孔道方向開裂。

4.1.5 混凝土坍落度過大，離析，粗骨料少，強度不高。

4.2 預(yù)防措施

4.2.1 合理掌握混凝土澆筑工藝以及分配好附著式振動器部位及振動時間，保證梁體下翼緣及梁體梁端混凝土澆筑密實。

4.2.2 控制住張拉前后的兩個“三控”，精確控制張拉回油錨固力。

4.2.3 定位網(wǎng)片位置固定牢固，尺寸控制精確，確?？椎啦黄蛴诹后w兩側(cè)。鋼筋保護層墊塊需呈梅花狀布置，且每平米不得少于4個，若施工中發(fā)現(xiàn)個別部位保護層偏薄可加設(shè)墊塊。

4.2.4 梁體澆筑采用合理的施工配合比，適當(dāng)降低水灰比，澆筑完成后可適當(dāng)提前拆除端模以幫助混凝土散熱。

下翼緣至腹板斜向裂縫

該種裂縫多出現(xiàn)于距梁端4-8m，自下翼緣開裂延伸至腹板，呈斜向布置。

5.1 成因分析

由于制/存梁臺座地基處理不良，或臺座強度及承載力不符合要求，存梁后出現(xiàn)不均勻沉降，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致梁體出現(xiàn)不同程度的變形，導(dǎo)致梁體開裂，該種裂縫對梁體危害較大，嚴重的可能引起梁體斷裂。

5.2 預(yù)防措施 梁體存放場地選用應(yīng)避開膨脹性土區(qū)域，其地基承載力應(yīng)通過檢算并經(jīng)測試合格后方可施工。梁體存放后，應(yīng)堅持進行沉降觀測，直至穩(wěn)定后方可停止觀測，若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，應(yīng)針對沉降量于梁底加設(shè)墊塊繼續(xù)測量或?qū)ε_座打斜樁進行加固處理等。

二、非受力裂縫

非受力裂縫在梁體中較為常見，其產(chǎn)生原因繁雜，一般由溫差、混凝土收縮、鋼筋銹蝕及凍脹等方面引起，下面就其產(chǎn)生的一些主要部位及成因進行簡單分析。橋面裂縫

該種裂縫在橋面分布較廣，多為表面裂縫，呈縱橫交錯，有些裂縫甚至貫穿整個橋面。1.1 成因分析

1.1.1 混凝土塑性收縮?；炷翝仓?-5小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，出現(xiàn)泌水以及水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。

1.1.2 混凝土干縮?；炷两Y(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為干縮。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，便產(chǎn)生收縮裂縫。

1.1.3 橋面二次收面不及時或收面時灑水。由于橋面外露面積大，混凝土塑性收縮比較大，而二次收面主要是起在混凝土初凝前提漿彌補表面缺陷以及早期裂縫填平等作用，故此道工序顯得尤為重要。因混凝土自身吸水已趨于飽和狀態(tài)，若收面時人為灑水，致使多余的水呈游離狀態(tài)，較易產(chǎn)生干縮裂縫。

1.2 預(yù)防措施

1.2.1為減小混凝土塑性收縮，施工時應(yīng)控制水灰比，避免過長時間的攪拌，混凝土振搗要密實。

1.2.2 梁體澆注完成后應(yīng)對橋面及時進行覆蓋，防止表層水分過快損失，遇夏季施工時，覆蓋后可進行灑水處理。

1.2.3 混凝土初凝前對橋面及時進行二次收面。擋碴墻裂縫

該種裂縫多為豎向裂縫，一般處于擋碴墻面或外側(cè)面，寬細不等，有些會延伸至上翼緣板。

2.1 成因分析

橋面兩側(cè)受梁體腹板中心張拉影響而受力不均，導(dǎo)致橋面外側(cè)（擋碴墻）受到較大應(yīng)力，故在擋碴墻處設(shè)置斷縫若干，往往斷縫模具無法固定或固定不牢固，在混凝土振搗過程中模具移位，起不到伸縮縫的效果致使擋碴墻受張拉影響產(chǎn)生裂縫，也有部分由于擋碴墻混凝土振搗不密實產(chǎn)生裂縫。

2.2 預(yù)防措施

適當(dāng)加大斷縫厚度，并于擋碴墻模板加設(shè)卡具（建議焊鋼筋條）以固定斷縫模具，擋碴墻混凝土振搗過程中，不要人為采用振搗棒觸碰斷縫磨具。3 封端混凝土表面裂縫

封端部位混凝土產(chǎn)生裂縫多為混凝土干縮裂縫，一般表現(xiàn)為表面龜裂。

3.1 成因分析

封端部位混凝土本身具備微膨脹性，亦可補償混凝土收縮變形，但該部位混凝土用量少，較難振搗密實，完成后不易養(yǎng)護，且大面積于空中暴露，水分散失快，比較容易出現(xiàn)干縮裂縫。

3.2 預(yù)防措施

封端混凝土用干硬性混凝土施工，坍落度控制在40mm左右，封端完畢后及時噴涂養(yǎng)護劑或采用塑料紙薄膜進行覆蓋保濕。

鋼筋銹蝕引起的裂縫

鋼筋銹蝕引起的裂縫較易分辨，該裂縫一般出現(xiàn)于梁底及上翼緣板，混凝土裂縫周圍存在暗黃色銹斑，時間越長，該種裂縫越明顯。

4.1 成因分析

若鋼筋發(fā)生銹蝕，其銹蝕產(chǎn)物的體積一般比原來大2倍以上，致使鋼筋周圍混凝土受到擠壓，若鋼筋銹蝕嚴重，鋼筋保護層過薄可直接可導(dǎo)致混凝土保護層開裂，混凝土開裂后會加速鋼筋的銹蝕，從而產(chǎn)生一個惡性循環(huán)，嚴重破壞混凝土結(jié)構(gòu)，影響其耐久性。

4.2 預(yù)防措施 加強鋼筋的防銹處理，產(chǎn)生銹蝕的鋼筋需進行除銹處理后方可進行綁扎工序，施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制混凝土中的氯離子含量。鋼筋綁扎完成后檢查保護層墊塊數(shù)量及布置是否合理，防止混凝土澆筑過程中產(chǎn)生橫向應(yīng)力致使鋼筋侵入保護層。

凍脹引起的裂縫

凍脹引起的裂縫多出現(xiàn)于壓漿冬季施工中，該裂縫多出現(xiàn)于腹板及下翼緣，走向與預(yù)應(yīng)力管道一致。

5.1 成因分析

場內(nèi)預(yù)制橋梁中，混凝土冬季施工較為完善，但后期壓漿工序保溫措施往往比較困難，在漿體初凝前，若漿體受凍，其體積會發(fā)生膨脹擠壓管道，混凝土受到巨大壓力而產(chǎn)生開裂。

5.2 預(yù)防措施 冬季施工時盡量不安排壓漿工序，若必要時需采取篷布覆蓋煤爐取暖或其他方式進行保溫，確保在壓漿后三天梁體溫度不得低于5℃。

三、表面龜裂

表面龜裂是梁體常見且較難避免的一種裂縫，裂縫較細，無規(guī)律可循，分布于梁體各部位，多出現(xiàn)于橋面、梁端及修補后混凝土表面。成因分析

1.1 混凝土早期養(yǎng)護不好，未及時覆蓋，梁體外露面積較大部位受風(fēng)吹日曬，混凝土干縮出現(xiàn)裂縫。

1.2 混凝土中水灰比過大，則混凝土收縮性大。

1.3 砂石料級配不好，空隙大，混凝土易收縮產(chǎn)生裂縫。

1.4 混凝土表面受晝夜溫差較大影響或混凝土養(yǎng)護水溫與梁體表面溫差較大產(chǎn)生溫度裂縫。

2預(yù)防措施

2.1 梁體混凝土澆筑完后，橋面要作好二次收面并及時進行覆蓋，跟上養(yǎng)護。2.2 梁體澆筑采用合理施工配合比，適當(dāng)降低水灰比。

2.3合理選用中粗砂及級配碎石，混凝土振搗務(wù)必保證其密實性，嚴禁為方便施工人員操作而降低混凝土質(zhì)量。

2.4 混凝土初凝期間加強表面覆蓋，合理掌握好梁體養(yǎng)護時機，特別是夏季要注意梁體保濕，不得在高溫下對自身干燥的梁體進行灑水。

四、結(jié)束語

盡管橋梁裂縫成因復(fù)雜，但只要在相應(yīng)部位認真總結(jié)分析，我們就能避免同樣的裂縫出現(xiàn)在下一片梁上，加上嚴格控制各工序質(zhì)量，我們就一定能制出合格的橋梁。

本人制梁經(jīng)驗有限，對橋梁裂縫研究亦有限，歡迎提出指正與批評。

第二篇：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

作者：鄭世金 廖建軍

時間：2009-4-15 11:24:05 來源：城市建設(shè)2月的20期

摘 要 ： 對20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁出現(xiàn)裂縫的原因分析，提出控制、處理裂縫的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞 ： 箱梁 裂縫 分析 處治

以甬臺溫高速公路橋梁中的20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為例，分析裂縫發(fā)生的原因提出控制、處治混凝土箱梁的裂縫的經(jīng)驗。

1裂縫情況及分析

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)普遍會遇到的現(xiàn)象，出現(xiàn)裂縫的原因主要有：一類是由外荷載引起的裂縫，也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫，表示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題，須在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對設(shè)計荷載進行全面考慮；另一類裂縫是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫，指變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許應(yīng)力時，引起混凝土開裂。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在施工過程中出現(xiàn)的裂縫基本上為變形裂縫，引起該類裂縫的原因主要有：（1）混凝土澆注后處于塑性階段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生裂縫。（2）混凝土凝固過程中因收縮而產(chǎn)生裂縫。（3）由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫，結(jié)構(gòu)隨著溫度變化時受到約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗裂強度，混凝土便開裂，即產(chǎn)生溫度裂縫。（4）施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫。

從現(xiàn)場裂縫情況看，裂縫分布部位，裂縫方向、出現(xiàn)時間具有一定的規(guī)律性。裂縫都分布在跨中中橫處的腹板位置，且兩面對稱，時間一般為拆模后兩天左右。防止裂縫產(chǎn)生及外治措施：

2.1 由混凝土質(zhì)量引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，可以采取以下防止措施：控制及改善水灰比，減少砂率，增加骨料用量，嚴格控制坍落度，混凝土凝固時間不宜過短，下料不宜過快，高溫季節(jié)注意采取緩凝措施，避免水分急劇蒸發(fā)，混凝土振搗密實，改善現(xiàn)場混凝土的施工工藝，同時注意混凝土的施工防雨、養(yǎng)護及保溫工作；結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置防裂鋼筋，以提高混凝土的抗裂性能；一旦裂縫出現(xiàn)，可以用環(huán)氧樹脂、固化劑、丙酮按1：05:0.25的比例配合進行修補，將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷毛吹凈,用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，在涂環(huán)氧樹脂，1 貼玻璃布,以后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂,用清水沖洗干凈并烘干。這種封閉處理，能保證日后運營過程中梁體內(nèi)鋼筋不受大氣腐蝕,提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。

2.2由于溫度應(yīng)力引起的非結(jié)構(gòu)裂縫，鑒于先行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對溫度荷載引起的橫向溫度應(yīng)力考慮偏小，設(shè)計時應(yīng)予以重視，可以通過配置足夠的溫度應(yīng)力鋼筋、增加結(jié)構(gòu)的安全儲備等措施來防止裂縫的產(chǎn)生（施工過程中作者變更了設(shè)計，在腹板加了一倍的縱向鋼筋）；同時在施工時，應(yīng)盡量選擇溫度低的時間澆注后半天（利用早、晚進行施工）。熱天澆注混凝土?xí)r，應(yīng)降低水溫拌制，選用水化熱小和收縮小的水泥，合理使用減水劑，加強振搗以減少水化熱，提高混凝土的密實性和抗拉強度，并注意混凝土表面濕潤，同時在腹板留通氣孔，達到張拉強度及時張拉壓漿。

2.3 作者在施工中對20米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫的控制方案和已出現(xiàn)裂縫的處理辦法是:（1）裂縫的控制方案：A、在腹板處兩面對稱增加通長縱向鋼筋，根數(shù)為原設(shè)計的一倍。B、控制好混凝土的澆注時間和澆注時的溫度，安排在早、晚或溫度低的時候進行混凝土澆注。C、及時養(yǎng)護，并用塑料布進行覆蓋，保持混凝土表面濕潤。D、在腹板處每隔5米留一個通氣孔，保證混凝土箱梁在拆模后通風(fēng)散熱，保持梁體內(nèi)外溫度基本一致。E、及時拆模、及時張拉，當(dāng)混凝土達到拆模強度時就及時拆模，當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計張拉強度時就及時張拉壓漿。（2）裂縫的處置措施：用環(huán)氧樹脂、固化劑、丙酮按1:0.5:0.25的配合比進行修補。將裂縫周圍5厘米內(nèi)的混凝土用鋼刷刷干凈，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂環(huán)氧樹脂，貼玻璃布，之后再涂一層環(huán)氧樹脂。玻璃布要求經(jīng)5%濃度的純鹼水煮沸脫脂，能保證日后運營過程中梁體內(nèi)的鋼筋不受大氣腐蝕，提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。通過以上的控制方案和防處治措施，在以后的箱梁預(yù)制過程中再沒有出現(xiàn)裂縫，并通過對裂縫的處治也不影響梁體的正常使用。結(jié)論：

預(yù)應(yīng)力混凝土箱形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫很常見，但可避免或減少，關(guān)鍵是在設(shè)計時，認真驗算，合理布置構(gòu)造鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋，對易出現(xiàn)裂縫的部位，通過施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數(shù)量，減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發(fā)展，使裂縫不至于對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，保證結(jié)構(gòu)的正常使用。因此，對于裂縫的問題，設(shè)計者和施工人員都應(yīng)予以重視。

第三篇：20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因分析及處治

[ 提要 ] 本文根據(jù)在預(yù)制20米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁過程中發(fā)現(xiàn)的問題，從混凝土物理、化學(xué)及力學(xué)等角度分析，并通過施工工藝的嚴格控制，總結(jié)查找使預(yù)應(yīng)力箱梁產(chǎn)生裂紋、裂縫的原因，并在實際施工中得到了很好的運用，因裂紋、裂縫影響混凝土箱梁質(zhì)量外觀的問題得到了很好的解決。

[關(guān)鍵詞] 預(yù)應(yīng)力箱梁 物理 化學(xué) 力學(xué) 分析 裂縫 施工工藝

一．引言

在預(yù)制20米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的過程中，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力箱梁頂板上經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，端隔板、跨中中橫隔板左右也有不同程度的裂縫，對箱梁外觀質(zhì)量產(chǎn)生了一定的負面影響。

為了爭創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程，避免在以后的工程施工過程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，我項目專門成立了預(yù)應(yīng)力箱梁技術(shù)難題攻克小組，盡可能對混凝土箱梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié)，以便從施工找出控制混凝土裂縫的可行辦法，達到防患于未然的作用。

二、裂縫成因分析與處治

混凝土在施工過程中出現(xiàn)裂紋、裂縫，從根本上可分為以下幾種類型：

(1)荷載裂縫：

混凝土在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，可分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。

a、直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫

產(chǎn)生的原因有：

○1設(shè)計計算階段，結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮施工的可能性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計圖紙交代不清等。

○2 施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。

○3 使用階段，超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。

分析：箱梁裂縫的產(chǎn)生是不是在使用階段產(chǎn)生的，但受施工人員素質(zhì)，責(zé)任心，及實際操作過程不規(guī)范等因素影響，不排除因次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

采取措施：進一步規(guī)范施工程序，嚴格按照施工流程進行施工，杜絕不規(guī)范施工操作，控制鋼筋安裝尺寸誤差，對施工人員進行責(zé)任，安全，素質(zhì)教育。

b、次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：

○1在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。例

如兩鉸拱橋拱腳設(shè)計時常采用布置“X”形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設(shè)計鉸，理論計算該處不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

○2橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準(zhǔn)確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截斷鋼束，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。

分析：箱梁裂縫的產(chǎn)生是不是在使用階段產(chǎn)生的，施工過程中，沒有在箱梁上施加荷載，且設(shè)計采用的是較成熟的理論，故排除了次應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。

（2）溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：

○1年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁構(gòu)件的縱向位移，一般可通過伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時

才會引起溫度裂縫。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度。

分析：因預(yù)應(yīng)力箱梁的裂縫是在短期內(nèi)，產(chǎn)生的局部小裂縫，故予以排除

○2日照。有一定面積的混凝土構(gòu)件受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。

分析：這里晝夜氣溫變化相對較大，受天氣及氣溫影響，中午溫度上升，故不排除使之產(chǎn)生裂縫的原因。

采取措施：混凝土施工后嚴格按規(guī)范進行覆蓋灑水養(yǎng)護，中午加覆蓋物，并增加灑水養(yǎng)護次數(shù)，以保持混凝土濕潤為準(zhǔn)。

○3另外驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當(dāng)。也易使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。

分析：施工過程中，沒有驟然降溫的情況發(fā)生，且混凝土最大厚度為25cm，不屬于大體積混凝土構(gòu)件，沒進入冬季施工，排除其可能性。

（3）收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。

○1塑性收縮。

發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4~5小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹帲蛴不俺翆嵅痪鶆驅(qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。

分析及采取措施：為減小混凝土塑性收縮，施工時控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料控制速度，不宜太快，振搗密實，豎向變截面處宜分層澆筑。

○2縮水收縮（干縮）。

混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件（超過3%），鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。

混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。

研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：

a、水泥品種、標(biāo)號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混

凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標(biāo)號越低、單位體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法，結(jié)果收縮應(yīng)力明顯加大。

b、骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。

c、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。d、外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。e、養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。

f、外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。

g、振搗方式及時間。機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時間應(yīng)根據(jù)機械性能決定，一般以5~15s/次為宜。時間太短，振搗不密實，形成混凝土強度不足或不均勻；時間太長，造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，上層易發(fā)生收縮裂縫。

h、對于溫度和收縮引起的裂縫，增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性。

根據(jù)以上研究及理論進行分析：本箱梁預(yù)制采用的水泥、骨料等

均符合設(shè)計及規(guī)范要求，故排除材料引起的裂紋的影響。

采取措施：施工過程混凝土嚴格按配合比攪拌，根據(jù)機械性能控制振搗時間，防止出現(xiàn)因振搗時間短，振搗不密實，混凝土強度不足或不均勻的現(xiàn)象，防止出現(xiàn)因振搗時間太長，造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，上層易發(fā)生收縮裂縫的現(xiàn)象。

(4)鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

分析研究：根據(jù)箱梁頂板出現(xiàn)的裂縫情況，箱梁頂板有的裂縫和頂板鋼筋走向一致，故，頂板裂縫的產(chǎn)生可能與頂板鋼筋有很大的關(guān)系。

采取措施：防止鋼筋銹蝕，對于銹蝕的鋼筋要嚴格按照規(guī)范要求除去，采用足夠的保護層厚度；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入。保護層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度。

三、施工工藝的對產(chǎn)生裂縫的影響

施工工藝質(zhì)量是引起裂縫的一個重要原因。其成因主要包括以下幾個方面：

（1）混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

(2)混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。

(3)混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。

(4)混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

(5)混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

(6)增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

(7)混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。如混凝土分層澆筑時，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現(xiàn)澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間粘結(jié)力小，或后澆混凝土養(yǎng)護不到位，導(dǎo)致混凝土收縮而引

起裂縫。

(8)混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋，或局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。

(9)施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。

(10)施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

(11)施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

(12)裝配式結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件運輸、堆放時，支承墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運輸過程中劇烈顛撞；吊裝時吊點位置不當(dāng)，側(cè)向剛度較小的構(gòu)件，側(cè)向無可靠的加固措施等，均可能產(chǎn)生裂縫。

(13)鋼筋加工與安裝順序不正確，對產(chǎn)生的后果認識不足。(14)施工質(zhì)量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準(zhǔn)，結(jié)果造成混凝土強度不足和其他性能（和易性、密實度）下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

3、綜合以上各種原因，我預(yù)應(yīng)力箱梁技術(shù)小組逐一排查，發(fā)現(xiàn)在施工過程中還存在以下問題：(1)(2)混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準(zhǔn)。混凝土坍落度控制不準(zhǔn)確，有時根據(jù)施工經(jīng)驗判斷混凝土坍落度不準(zhǔn)確。(3)

攪拌混凝土過程中，有時混凝土坍落度過大時，加入水泥

漿重新攪拌，增大了水泥用量，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加。(4)發(fā)現(xiàn)端隔板出現(xiàn)裂縫處鋼筋布局不太合理。

結(jié)語

在混凝土施工過程中，混凝土的裂縫是工程施工中常見的問題，關(guān)鍵是在于設(shè)計時的合理以及施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數(shù)量，減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發(fā)展，使裂縫不至于對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，保證結(jié)構(gòu)的正常使用。預(yù)應(yīng)力混凝土箱形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫裂紋很常見，但由于梁是橋梁結(jié)構(gòu)中一個較重要的構(gòu)件，因其特殊的受力結(jié)構(gòu)及重要性，施工中要盡量避免或減少，以保障橋梁的正常運營。

混凝土從施工到建成進入實際使用階段，牽涉到設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營管理等各個方面。從混凝土可能出現(xiàn)裂縫的原因來看，可知設(shè)計疏漏、施工控制不力以及對突發(fā)事件的處理方法等，均可能使混凝土出現(xiàn)裂縫。因此，嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計、施工，是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。

第四篇：探析預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因

探析預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫成因

更新時間 2010-2-7 10:45:32 打印此文 點擊數(shù)

摘要：隨著混凝土箱梁結(jié)構(gòu)在橋梁設(shè)計中的不斷推廣和應(yīng)用，該橋型在施工和使用過程中已出現(xiàn)了許多裂縫，本文通過閱讀大量的文獻和資料，總結(jié)了混凝土箱梁裂縫產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土箱梁；裂縫

1使用混凝土箱梁的優(yōu)點

在已建成的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中，當(dāng)跨度超過40m后，橫截面大多采用箱形截面。其主要優(yōu)點是：

①箱形截面是一種閉口薄壁截面，其抗扭剛度大，截面效率指標(biāo)較T形截面高，結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性。②頂板和底板面積較大，能有效地承擔(dān)正負彎矩，并能滿足配筋的需要，適應(yīng)具有正負彎矩的結(jié)構(gòu)，也更適應(yīng)于主要承受負彎矩的懸臂梁、T形剛構(gòu)等橋型。③適應(yīng)現(xiàn)代化施工方法的要求。④承重結(jié)構(gòu)和傳力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使各部件共同受力，截面效率高并適合預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的空間布束，因此具有較好的經(jīng)濟性。⑤對于寬橋，由于抗扭剛度大，內(nèi)力分布比較均勻，跨中無需設(shè)置橫隔板就能獲得滿意的荷載橫向分布。⑥適合于修建曲線橋，并具有較大的適應(yīng)性。⑦能很好適應(yīng)布置管線等設(shè)施。在設(shè)計上，箱形截面可極大地發(fā)揮預(yù)應(yīng)力地效用?？商峁┖艽蟮鼗炷撩娣e用于預(yù)應(yīng)力束地通過，更關(guān)鍵地是可提供較大地截面高度，使預(yù)應(yīng)力束有較大的力臂。因此，橋梁設(shè)計師可發(fā)揮箱梁和預(yù)應(yīng)力地特點，頂?shù)装蹇v向鋼束采用平彎和豎彎相結(jié)合的空間曲線，集中錨固在腹板頂部的承托中（或錨固在腹板中），底板鋼束盡可能靠近腹板加厚板（齒板）并在其上錨固。2預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁裂縫的產(chǎn)因

預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的裂縫類型主要有：邊跨斜裂縫，邊跨水平裂縫，中跨斜裂縫，中跨水平裂縫，邊跨的水平裂縫、斜裂縫同時發(fā)生，中跨的水平裂縫、斜裂縫同時發(fā)生，底板、頂板縱向裂縫，底板、頂板橫向裂縫、箱梁橫隔板的放射性裂縫，預(yù)應(yīng)力錨固部位齒板附近裂縫。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁裂縫從成因角度可分為：由荷載效應(yīng)（如彎矩、剪力、扭矩及拉力等）引起的裂縫、由外加變形或約束引起的裂縫，主要包括“基巖效應(yīng)”、地基不均勻沉降、混凝土收縮、外界溫度的變化等、鋼筋銹蝕裂縫、預(yù)加力次效應(yīng)引起的裂縫、建材原因引起的裂縫。

根據(jù)裂縫產(chǎn)生部位的不同我們可將其分為：翼緣板橫向裂縫和腹板斜裂縫兩種。①翼緣板橫向裂縫一般發(fā)生在箱梁受縱向彎矩較大處的受拉翼緣板處，橫向裂縫一般均發(fā)生在跨中底板翼緣。對于連續(xù)箱梁，橫向裂縫還發(fā)生在支座負彎矩處的頂板翼緣，并且大部分出現(xiàn)在距支點1/3跨徑范圍以內(nèi)，越靠近支點裂縫越嚴重，對于該類型裂縫，主要有以下原因引起，首先，設(shè)計時翼緣板有效分布寬度考慮不足，薄壁箱梁翼緣板有效分布寬度問題實際上就是剪力滯問題，由于理論計算剪力滯效應(yīng)較為繁瑣，不適于工程應(yīng)用，各國普遍采用有效分布寬度的概念。由于剪力滯效應(yīng)的考慮不足或計算值安全儲備較低，在一些特殊荷載工況下容易發(fā)生應(yīng)力過度集中，腹板處翼緣應(yīng)力波峰超過允許值，因而首先在該處發(fā)生橫向裂縫。在多年反復(fù)荷載的作用下，裂縫橫向發(fā)展，向翼緣板中部擴展，以至于形成橫向通縫。對于薄壁箱梁橋的翼緣板橫向裂縫，病害原因多歸于此。其次，混凝土徐變引起橫向裂縫，在長期荷載作用下，受混凝土徐變影響，箱梁在運營6年～7年后跨中均有不同程度的下?lián)犀F(xiàn)象。較大的形變引起箱梁應(yīng)力重分布，給結(jié)構(gòu)帶來附加被動應(yīng)力。由于結(jié)構(gòu)所受到的外荷載不變，各截面應(yīng)力增加是由附加彎矩不斷變化引起的，附加彎矩隨時間不斷增加，直到混凝土徐變停滯為止。同時，預(yù)應(yīng)力松弛也會引起橫向裂縫，對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，箱梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)有較大的影響，隨著橋梁運營時間的增長，預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā)生松弛效應(yīng)，并且越來越明顯。在現(xiàn)代施工中一般采用低松弛鋼絞線材料，并且規(guī)范張拉工藝，但在具體操作中難免會出現(xiàn)與規(guī)范不相吻合的情況，力筋長期持荷加之混凝土收縮徐變影響，預(yù)應(yīng)力損失也是相當(dāng)嚴重的。同時，選用鋼筋不合理也會引起橫向裂縫，對于普通鋼筋混凝土箱梁，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力對結(jié)構(gòu)的整體剛度和裂縫的擴展有較大的影響。我們應(yīng)該選用表面不光滑、化學(xué)吸附作用和握裹力都較強的預(yù)應(yīng)力鋼筋。

②腹板斜裂縫一般發(fā)生在支點至1/4跨之間。對于預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力箱梁，在施工階段以及在運營階段，腹板經(jīng)常出現(xiàn)斜裂縫，斜裂縫同樣有多種因素引起，有設(shè)計計算、設(shè)計構(gòu)造配筋、施工工藝、氣候條件、日常維護、荷載工況等。部分因素在導(dǎo)致翼緣板出現(xiàn)橫向裂縫的同時也是腹板斜裂縫的主要原因，首先，預(yù)應(yīng)力損失過大導(dǎo)致腹板主拉應(yīng)力過大，由于縱向預(yù)應(yīng)力損失的存在，部分預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計計算值導(dǎo)致截面抗彎承載力嚴重下降，從而產(chǎn)生翼緣板橫向裂縫。對于預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱梁結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力損失也是腹板斜裂縫的主要病害原因，預(yù)應(yīng)力損失量估計不足或者在實際張拉過程中操作不當(dāng)引起應(yīng)力損失量加大等情況經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致力筋的有效預(yù)應(yīng)力達不到設(shè)計要求，從而腹板因主拉應(yīng)力超過容許值而發(fā)生開裂。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋較短，張拉后少量的回縮即可產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失，分批張拉產(chǎn)生的彈性壓縮可以使預(yù)應(yīng)力損失達11％，如果有超張拉情況，其損失率更大。懸臂對稱施工時，掛籃一般后錨于豎向預(yù)應(yīng)力螺紋鋼上，在施工荷載的作用下，預(yù)應(yīng)力損失也比較大。其次，溫度梯度過大會導(dǎo)致腹板剪切應(yīng)力過大，從而產(chǎn)生腹板斜裂縫。在陽光充足的地區(qū)，太陽直射橋面，因而橋面板溫度急劇升高，靠近水面的底板溫度較低，兩者形成溫度梯度。對于目前普遍采用的大跨度、變截面箱梁，隨著截面高度變化幅度的增加及箱梁長度和支撐約束的增加，溫度梯度應(yīng)力沿梁長方向變化較快，對于氣溫變化較為強烈的地區(qū)，由于頂板翼緣受外界溫度影響較大，隨外界氣溫變化波動較為明顯，導(dǎo)致腹板拉壓應(yīng)力交替頻繁，在應(yīng)力幅度變化較大的區(qū)域也容易出現(xiàn)斜裂縫。同時，腹板抗剪強度設(shè)計值不足也會造成腹板斜裂縫的出現(xiàn)。設(shè)計薄壁箱梁的首要目的是減輕結(jié)構(gòu)自重，降低材料使用量，所以其腹板與翼緣板設(shè)計厚度較薄。箱梁腹板面積與抗剪承載力有密切的關(guān)系，而薄壁箱梁腹板面積與普通箱梁相比是小得多得，在無預(yù)應(yīng)力作用情況下，腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和彎起鋼筋得數(shù)量來提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的條件下，其提高值亦是有限的。所以，薄壁箱梁腹板抗剪能力相對于普通混凝土箱梁較小，斜裂縫容易發(fā)生。3結(jié)語

預(yù)應(yīng)力箱梁在正常使用極限狀態(tài)下不應(yīng)該出現(xiàn)梁體裂縫，但是已建預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋上的開裂情況卻非常普遍，因此我對預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋典型裂縫成因進行了系統(tǒng)總結(jié)，望能為混凝土箱梁的設(shè)計和施工起到一定的參考價值。

參考文獻：

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第五篇：預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

預(yù)應(yīng)力簡支T型梁橋設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題 目 衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路 11 合同段改地方路 1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T 型梁橋設(shè)計 設(shè)計（論文）題 源 自選題目 設(shè)計（論文題目型）工程設(shè)計類 起止時間 2006.3.～2006.6

一、設(shè)計（論文）依據(jù)及研究意義： 本設(shè)計主要為衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11 合同段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T 型梁橋設(shè)計。根據(jù)橋梁博士計算軟件、《橋梁工程》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ023-85）等完成此設(shè)計。本設(shè)計有利于鞏固、深化和擴大所學(xué)知識，從而得到全面訓(xùn)練，并了解擋土墻設(shè)計及公路設(shè)計中的基本知識。

二、設(shè)計（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)： 本設(shè)計主要為衡昆高速平遠街至鎖龍寺高速公路11 合同段改地方路1（K0+288.50）預(yù)應(yīng)力簡支T 型梁橋設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容主要涉及橋梁縱、橫端面設(shè)計和平面布置，橋梁方案比選，預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁設(shè)計。目的使橋梁美觀，經(jīng)濟，耐用，大方。

三、設(shè)計（論文）的研究重點及難點： 由于本設(shè)計課題為預(yù)應(yīng)力混凝土 T 形梁，橋梁設(shè)計計算繁瑣，要參考的規(guī)范很多，故預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁的設(shè)計計算成為本次設(shè)計中的難點與要點。

四、設(shè)計（論文）研究方法及步驟（進度安排）： 預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁的設(shè)計內(nèi)容和步驟主要包括： 2006 年3 月前畢業(yè)實習(xí)； 2006 年3 月調(diào)查和采集各種場地數(shù)據(jù)，查找資料； 2004 年4 月初寫開題報告和初步設(shè)計； 2004 年4 月初到5 月底進行整個設(shè)計過程；

五、進行設(shè)計（論文）所需條件： 需要所設(shè)計路段的地質(zhì)資料和任務(wù)資料。有關(guān)設(shè)計方面的資料和老師的指導(dǎo)。要準(zhǔn)備好設(shè)計用的電腦。

六、指導(dǎo)教師意見： 簽名： 年 月 日