高速公路预应力混凝土梁板裂缝的成因及其质量控制探讨

■邬剑飞 ■辽宁省高速公路管理局阜新管理处，辽宁 阜新 123000

预应力混凝土梁板是桥梁施工中很重要的一部分，同时在施工中也曝露出一些问题，梁板表面不同程度出现不规则裂缝，而产生这些裂缝原因诸多，且质量控制也是施工期间不可忽略的重要问题。在桥梁施工过程中，桥梁的梁板是整个桥梁中的最直接重要的承重构件，桥梁梁板的质量控制好坏直接影响到桥梁整体的使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命安全。为保证预应力混凝土梁板在施工中尽可能减少或者不出现裂缝是工程中重中之重，我总结十余年高速公路施工中关于梁板裂缝的部分经验，为以后预应力混凝土梁板施工不再出现不规则裂缝总结了一些经验，特此提出，以供探讨。

1 预应力混凝土梁板裂缝的出现

在桥梁工程施工中，预应力混凝土梁板不规则裂缝是指在桥梁梁板浇注完成后到吊运送到桥上前所产生的裂缝。预应力混凝土梁板在施工过程中若出现不规则裂缝，有可能会牵涉到桥梁整体结构的安全性能，也会影响到行车安全。预应力混凝土裂缝的出现分为硬化前与硬化后两部分。

桥梁工程预应力梁板质量控制的关键是预应力混凝土梁板裂缝的出现几率。

2 预应力混凝土梁板裂缝分为以下几类

2．1 温度裂缝

混凝土本身就有热膨胀冷收缩的性质，每当受外届因素影响或梁板本身条件出现改变时，混凝土就会相应变化，如果变化遭遇阻力，会在凝凝土梁板内发生应力变化，当应力远大于其自身抗拉强度时，立即会出现温缩裂缝。温度引起的裂缝一般是不规则裂缝，较大梁板表面最常见，薄板大多沿其纵向不规则分布。裂缝一般情况下能够影响其抗渗漏性能，从而发生钢筋生锈直接关系到预应力梁板的耐久性能，并且能够影响预应力混凝土的承受能力等。预应力混凝土发生缩缝的最关键因素大概有下列情形。温度骤降引发的冰冻破坏:混凝土梁板在施工过程中，如果温度骤降，致使结构体表温度快速下降，混凝土梁板自身内温变化很小，从而产生缩缝。

水化热释放过程不均:在整个施工期间，如果混凝土使用量过大，同时还要不适使预应力混凝土早期强度得到提升，导致水泥水化放热过于集中，其梁板内温度又会很高，梁板体表热量散失很慢很慢，且施工过程有可能措施使用不当，梁板内部及表面温差相差就会很大，，导致梁板表皮产生裂缝。

季节施工时采取方式方法不当:在季节施工混凝土梁板时，若施工时由于技术方法不正确，温度上升下降过快，致使梁板混凝土骤冷骤热，混凝土结构构件内外温度差异较，从而出现裂缝。

裂缝的预防措施:(1)尽可能选用收缩比较小的中低热水泥;(2)尽最大可能缩减水泥使用量，把水泥使用量控制在规定之内;(3)降低水灰比;(4)加大力度把混凝土拌合做好同时调整好其配合比，混凝土使用水的比例绝对不要大于设计的配合比用水的比例;(5)时刻控制好预应力混凝土梁板的先期养生措施及方法，并且要把他的养护时间增加一倍。在冬天寒冷季节施工的梁板要做好保温覆盖并合理调整养护时间，并采取涂刷养护剂方法加强养护，提高养护效率。

2．2 塑性裂缝

塑性裂缝发生机理是水泥混凝土在凝结前其表皮由于失去水分快而形成的。塑性裂缝一般出现在温度高或风力大的天气，裂缝大多数中部较宽两端较窄，而且缝宽窄不大一样，互不相连。一般较短的裂缝长约200-300mm较长的裂缝长约2000-3000mm宽约1-5mm。裂缝发生的原因主要是:混凝土在接近终凝前强度几乎没什么大的变化，或混凝土刚刚终凝而强度却很微小时，受天气条件的影响温度和风力使混凝土表面很快失去水分，使混凝土体积加快收缩，同时混凝土的强度又无法抵制本身收缩因此产生不规则裂缝。

预防措施:(1)要把水灰比控制好，采取加入外加剂等方法，提高混凝土坍落度及混凝土和易性，缩小水泥及所用水的使用量;(2)混凝土结构本身在进行浇筑之前，要结构基层表面和模板撒水保持湿润;(3)做好梁板外表面全面养生，保持梁板混凝土终凝前外表一直湿润状态，也可采取土工布包裹等措施实施养生;(4)在恶劣的天气要全面布置相关抵抗温度及风力措施，做到养护及时到位。

2．3 沉陷裂缝

沉陷裂缝主要是由于模板变形移位与地基基础移位造成;在预制场预制梁板前，必须做好张拉台座基础工作，减少梁板沉陷裂缝的发生。

预防措施:(1)张拉台座在进行实施之前要做好基础压实和固定牢固;(2)要做好地基基础更加稳固使其受力均匀，同时要保证模板不变形而且做到要牢靠稳固地支好;(3)张拉台地基要做好排水，在任何情况下决不能被水浸泡;(4)拆除模板时间要把握妥当，与此同时要按照先后顺序拆掉模板。

2．4 化学裂缝

化学裂缝的产生是由于碱性骨料反应引起的裂缝和钢筋生锈引起的裂缝。这些化学裂缝一般在混凝土结构使用期间产生，这些裂缝一旦产生就不好弥补掉。

预防措施:(1)尽可能采用碱性较小的材料;(2)选用碱性极低的外用材料;(3)尽可能选择不起反应的骨料。

2．5 施工裂缝

在预应力混凝土梁板浇注、成型、拆模、运送、存放、安装过程中，如果操作不对，可能发生各种纵、横向等等裂缝，出现裂缝可能有以下因素:

(1)混凝土振捣不到位、不密实均匀，出现洞洞、表面粗糙、孔洞，很可能出现裂缝。

(2)混凝土按照工艺要求浇注时，梁接茬部位处置不当，很容易出现工作缝。

(3)施工时混凝土强度未到天数就拆除模板容易出现裂缝。

(4)施工前由于基础下沉造成模板不同程度变形出现裂缝。

(5)预制梁板在运输过程中、堆放、吊装不适宜时，支撑偏位等结构受力不均容易产生裂缝。

(6)混凝土养护不利易产生施工缝。

(7)混凝土浇筑后超时间压光抹干表面容易产生裂缝。

3 预应力混凝土梁板施工裂缝的预防措施

3．1 质量控制基本原则

(1)坚持“质量当先，安全为主”的控制原则;

(2)“用户至上”的基本原则;

(3)“以人为核心”的原则;

(4)以预防、预控为主的原则;

(5)坚持质量严格标准的原则

3．2 质量控制预防措施

(1)加强原材料合理选择。预制梁板所采用的水泥、砂子、碎石的合理选择，择优选材很关键，同时直接关系到拌制混凝土的质量，好的材料是减少产生裂缝的几率。

(2)混凝土配合比要合理选择。施工过程，要调配好混凝土的配合比，做到最优最佳配合比，尽可能减少预应力混凝土梁板裂缝的出现。

(3)加强施工工艺质量。在工程施工过程中，对相关材料支撑模板的沉陷及变形引起重视:最早裂缝的原因之一就是支撑沉陷、模板变形，支撑及模板要进行计算和预压是必不可少的;梁板在预制前期要做好基础工作即场地地基基础下沉及变形情况。

混凝土拌合物的质量能否得到保证是关键:混凝土拌和过程当中，各种器具首先保证正确无误。混凝土要保证塌落度及和易性，不允许出现离析等现象。在拌合站及现场要适时量测塌落度变化，及时进行纠正。

注重加强振捣:①混凝土在浇筑时，尽最大可能采用机械振捣器捣实，少用人工辅助振捣。②梁板浇筑过程不允许中断，若由于某种原因必须中断时，要考虑上层的初凝时间。

(4)按程序进行预应力钢筋的张拉过程，同时要遵守规范要求。

预应力筋张拉过程，必须关注混凝土的强度情况，同时要对照混凝土的龄期进行张拉。

(5)混凝土的养护要引起重视。混凝土养护在混凝土梁板预制中起着至关重要的作用，同时还要根据具体实际情况采取更有效措养护施防止混凝土梁板裂缝。

4 结语

预应力混凝土梁板的施工裂缝在工程施工中是不可避免的，但要尽可能减少预应力混凝土梁板裂缝出现的问题，而我国东北夏季气温高秋天风力大，且白天黑夜温差特别大等不利于预应力梁板预制原因多，为保证预应力混凝土梁板质量控制，我们更应该对预应力混凝土梁板裂缝的原因及预防措施进行更加深入的探讨，从而找到一些好的方法切实有效的措施来减少避免预应力混凝土梁板裂缝的出现，保证高速公路建设桥梁工程实体质量。在辽宁高速公路建设这十多年来，根据在工程当中实际经验进行预应力混凝土梁板裂缝总结，总结出一些微不足道的方法措施希望达到抛砖引玉的作用，与各位同行共同学习探讨、共同提高辽宁在建高速公路建设水平更上一台阶，为辽宁的高速公路建设尽份绵薄之力。

［1］预应力混凝土梁板裂缝的产生和防治分析．汪永锋，2011．

［2］试析预应力混凝土梁板裂缝产生原因与防治．赵磊，2012．

［3］浅谈混凝土裂缝的预防预处理．黎鹏，2011．

［4］混凝土裂缝的预防与处理刘洋2011．

［5］水泥混凝土路面结构施工裂缝浅析．刘美华，2009．