预制梁板裂缝产生原因及预防措施

席 文 斌

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)



预制梁板裂缝产生原因及预防措施

席 文 斌

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)

从预制、预应力张拉、存梁、安装、使用五个阶段，分析了梁板裂缝的产生原因，并探讨了预防梁板裂缝产生的措施，提出了梁板裂缝常用的补救方法，从而保证桥梁预制梁板的质量。

预制梁板，梁板裂缝，预应力，承载力

随着经济的快速发展，公路运输车辆数量激增和大吨位车辆得到了快速发展，车辆的重复荷载以及超限车辆对桥梁梁板极易造成损害，而最大的病害就是梁板裂缝，因此对桥梁梁板的施工及维护提出了更高的要求。

1 梁板裂缝产生的原因及预防措施

梁板裂缝在预制、预应力张拉、安装、存梁、使用五个阶段都有可能产生裂缝，其产生原因及防治措施各有不同。

1)沉降裂缝、干缩裂缝、外力裂缝是预制阶段裂缝产生的主要表现形式。

a.沉降裂缝产生的主要原因有地基土质松软不匀、回填土不实、浸水、冻融等造成地基承载力不够，底座不均匀下沉、断裂造成的梁体竖向裂缝，此类裂缝多为贯穿性裂缝。

要预防沉降裂缝，底座必须有足够的承载能力，预制场地宜选择在平整、坚实、排水良好的原状地基上；对达不到承载力要求的软弱地基，必须进行换填处理；在冻土上建预制场必须把最大冻深范围内的冻土进行换填处理,因为土层冻结产生体积膨胀，融化使土层变软产生沉陷；预制场设在填方路段时，应对场地分层碾压密实，台座基础应进行加固。

b.干缩裂缝产生的主要原因有原材料、施工操作、养护不当等致使混凝土变形不同，产生较大拉应力而产生裂缝。水泥安定性不合格使混凝土在凝结硬化过程中产生不均匀的体积变化而产生裂缝；混凝土浇筑时，漏振、过振或振捣棒抽拔过快均可造成混凝土密度不均匀，造成凝结硬化过程中体积变化不同而产生裂缝；高温或大风天气下，由于养护不及时使混凝土表面水分蒸发过快造成体积急剧收缩而产生裂缝；采用蒸汽养生时如果温度急剧变化，会使内外变形不同产生应力而裂缝。

要预防干缩裂缝，水泥宜选用中低热、安定性合格的水泥，并尽可能减少水泥用量；混凝土浇筑振捣时要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振；夏季混凝土浇筑时应注意浇捣温度，宜在一天中气温较低时进行；浇筑完要及时覆盖养生，减少高温或大风造成的表面水分损失；蒸汽养生时养生棚内湿度维持在90%左右，养生温度控制在50 ℃以下；严格控制升温和减温速度，升降温速度不大于10 ℃/h，开棚时应选在当天气温较高时进行并尽量减少开棚次数和时间。

c.外力裂缝一般是由于模板拆除过早、现场模板拆除不当，其强度无法抵御自身重力或其他外力而产生的裂缝。

要预防外力裂缝，应注意模板设计加工合理，便于拆除；模板拆除时间应根据结构物的特点、模板部位和混凝土所应达到的强度要求决定，一般非承重模板应在混凝土抗压强度达到2.5 MPa，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，芯模应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷或裂缝现象时方可拆除；严防机械碰伤损害。

2)应力变形裂缝、冻胀裂缝、沉降裂缝是预应力张拉阶段裂缝产生的主要表现形式。

a.应力变形裂缝产生的主要原因有混凝土不密实或锚下配筋少,张拉时锚下局部压力过大，梁端混凝土无法抵抗其压力时，混凝土就会裂缝；张拉顺序与预应力分阶段施加比例不当，造成混凝土局部受力变形过大，当局部拉应力大于混凝土抗拉强度时混凝土就会产生裂缝。预应力张拉裂缝预防措施主要有：张拉时混凝土强度不低于设计强度等级值的80%；预应力张拉设备在使用前应进行校正、检验和标定，保证施加张拉力的计量准确；锚下混凝土振捣密实，按设计要求配置钢筋，严格控制张拉顺序与张拉力，并对称、缓慢、均匀地进行张拉。

b.冻胀裂缝产生的主要原因是压浆时温度过低导致浆液冻胀，或压浆浆液泌水率不符合要求，致使孔道内存有积水，当孔道内气温低于水的凝固点时，水结冰体积膨胀，使孔壁受力而裂缝，这种裂缝也可发生在存梁和使用阶段。冻胀裂缝的预防措施主要是压浆宜采用专用压浆，剂配置的浆液进行压浆，泌水率和自由膨胀率必须符合要求，压浆过程中及压浆后48 h内，混凝土温度或环境温度低于5 ℃时应采取保温措施。

c.沉降裂缝产生的主要原因是施加预应力时，整个梁体的质量由均匀分布于底座上的均布荷载逐渐转移为支撑于两端的集中荷载，当梁端地基承载力不能满足要求而下沉时，梁板就会产生裂缝。要预防沉降裂缝应根据地基处理情况，确定底座端部基础扩大的长度、面积，以满足梁板张拉起拱后基础两端的承载力要求。

3)存梁阶段裂缝产生的主要原因是地基承载力不够，存放堆梁埂产生不均匀沉降，导致梁板发生侧翻而裂缝。

存梁阶段预防裂缝的措施主要有存放堆梁埂应坚固稳定，高出地面20 cm；存梁水平分层堆放时，堆放的层数应根据梁板的强度、堆梁埂的承载力、垫木强度以及已堆梁板的稳定性而定，T梁、箱梁不宜超过两层，空心板最多不宜超过三层；T梁应采用方木支撑或使用特制的钢支撑架撑于翼板根部。

4)施工车辆荷载破坏是安装阶段裂缝产生的主要原因：当梁板安装还未进行现浇横梁、铰缝、桥面板施工前处于简支状态，受到荷载时结构内力分布不均匀，容易产生较大变形，抵抗荷载的能力弱；尤其是先简支后连续梁板，在体系转换前梁板还不能自由变形而产生额外的附加内力，如果混凝土运输车、吊车等施工重型车辆在梁板上行驶，就会对梁体造成伤害而裂缝。

安装阶段裂缝产生的控制措施是桥面施工前及施工养护阶段严格控制施工车辆，负弯矩预应力张拉和桥面板施工完及时完成体系转换。

5)使用阶段裂缝产生的主要原因有：超限车辆产生的重力超过桥梁的承重极限，就会破坏桥梁的内部结构，疲劳应力幅度过大，桥梁梁板就会裂缝；支座、伸缩缝因施工原因致使梁在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下，不能自由变形而产生额外的附加内力，一般表现为现浇横梁时漏浆造成混凝土包裹支座、伸缩缝预留宽度不足。

预防使用阶段裂缝产生的措施主要有严格控制超限车辆；施工过程严格控制支座安装质量和梁板安装伸缩缝预留宽度。

2 梁板裂缝的补救方法

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此裂缝要及时处理，以保证桥梁的安全使用。裂缝的补救要根据裂缝的性质和具体情况区别对待，采用合理的方法进行补救处理。

梁板裂缝的补救方法主要有：1)已稳定未超限且对结构承载力没有影响的裂缝可以采用环氧树脂胶封闭，也可以采用涂刷水泥浆、沥青、油漆等，预制阶段的干缩裂缝一般可以采用这种方法进行补救处理。2)已稳定未超限、有漏水现象且对结构承载力没有影响的裂缝可以采用表面粘贴玻璃纤维布的方法进行补救处理。3)对结构整体性有影响的超限裂缝或有防渗要求的裂缝可以采用压力注浆法灌注环氧树脂胶封闭裂缝，也可以采用压注水泥浆、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料进行封闭,冻胀裂缝、应力裂缝和使用阶段产生的裂缝一般可以采用这种方法进行补救处理。4)梁板混凝土损坏严重可以采用环氧树脂混凝土进行置换，也可以采用膨胀混凝土或其他聚合物、改性聚合物混凝土进行置换,张拉时锚垫板处混凝土开裂以及其他外力裂缝可以采用这种方法进行补救处理。

3 结语

在没有外力破坏的情况下，混凝土本身的强度逐步增加，而由于施工环境和使用功能的要求，梁板的裂缝是普遍存在的，它可以降低梁板的承载能力和耐久性，既然裂缝的出现不可避免，我们就要采用合理的方法预防裂缝的出现和发展，进行补救处理，保证桥梁预制梁板构件的安全，尽可能延长其使用寿命。

[1] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 交通运输部公路局.高速公路施工标准化技术指南(第四分册桥梁工程)[Z].

Prefabricated girder cracking causes and preventing measures

Xi Wenbin

(ShanxiHighway&Bridge2ndEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

Starting from five phases of prefabrication, prestress tension, girder storage, installation and utilization, the paper analyzes girder cracking causes, explores measures of preventing girder cracks, and puts forward common girder cracking remedy methods, so as to guarantee bridge fabricated girder quality.

prefabricated girder, girder cracks, prestress, bearing capacity

1009-6825(2016)32-0202-02

2016-09-06

席文斌(1971- )，男，工程师

U445.71

A