市政道桥施工中预应力混凝土连续箱梁裂缝的防治

刘洪南

摘 要： 随着城市发展进程的加快，市政道桥作为道路交通网络中非常重要的组成部分，其施工质量对于道桥工程整体具有直接的影响。在当前市政道桥施工中，预应力混凝土连续箱梁施工技术应用十分广泛，但在具体施工过程中，预应力混凝土连续箱梁容易出现裂缝，这必然会影响道桥的使用年限和行车的安全。因此文中从预应力混凝土连续箱梁受力特点入手，分析了预应力混凝土连续箱梁常见的裂缝形式，并进一步对市政道桥施工中预应力混凝土连续箱梁裂缝的防治措施进行了具体的阐述。

关键词： 市政道桥施工；预应力混凝土连续箱梁；裂缝；防治措施

1预应力混凝土连续箱梁受力特点

在当前市政道桥施工中预应力混凝土连续箱梁应用较为常见，而且大部分会采用弯梁形式。在对预应力混凝土连续箱梁受力特点进行分析时，大致可以归纳为以下几个方面：

1.1结构自重

对于预应力混凝土连续箱梁，当弯梁内外侧长度存在差异时，则会对桥梁自重的分布带来较大的影响。由于桥梁曲线外侧的自重会大于桥梁内侧的结构自重，当半径越小时，这种差异则会越发明显。

1.2预应力荷载

在预应力混凝土连续箱梁中，由于预应力在高度和平面径向等方面都会存在弯曲，这也使其在高度方向预应力会发生变化，因此需要承受预应力荷载。

1.3收缩徐变效应

由于混凝土收缩徐变是由其自身的特性决定的，对于预应力混凝土箱梁来讲，基于预应力的作用结构常会出现内力重新分配的情况，特别是收缩会严重影响曲线变化的桥面，徐变对桥梁平面影响不大，但却会严重影响到桥梁的挠度。

2预应力混凝土连续箱梁常见的裂缝形式

2.1横隔板裂缝

在预应力混凝土箱梁中横隔板裂缝十分常见，具体需要分析模隔板出现裂缝后局部使用的有限元，表明箱梁人洞附件存在应力集中的情况，这样人洞附近容易出现放射性裂缝，横隔板在支反力作用下也容易产生劈裂裂缝。

2.2彎曲裂缝

预应力混凝土箱梁结构中弯曲裂缝较为常见，通常出现在剪力较小的跨中区域或是支座负弯矩位置处。导致弯曲裂缝发生的原因多是由于弯曲正应力，即桥梁在使用过程中，梁顶部会存在负弯矩，底部分存在正弯矩，因此在这两个部位会出现弯曲裂缝，部分裂缝会逐渐扩展，达到腹板位置。在梁顶部分负弯矩位置处，弯矩的重新分配则此处不容易出现弯曲裂缝。

2.3腹板斜裂缝

腹板斜裂缝即就是主拉应力裂缝，这类裂缝在预应力混凝土箱梁结构中比较普遍，腹板斜裂缝多发生在支座附近剪应力较大的位置，在裂缝分布形式上呈现出中心向两边扩散，裂缝一般与梁轴线之间呈现出一定的夹角，一般在30°-50°之间，如果不进行及时的处理，裂缝会随着使用时间的推移逐渐增加，最后将影响到桥梁的正常使用。造成腹板斜裂缝的原因较多，在施工阶段，临时荷载超过了设计阶段的临时荷载，裂缝作用点位置出现了应力集中后者是混凝土拆模时间过早，致使混凝土没有达到龄期要求。

2.4底板保护层混凝土劈裂裂缝

在市政道桥施工过程中，在具体应用预应力混凝土连续箱梁时，存在多种因素会导致底板保护层混凝土劈裂裂缝产生。如在实际施工过程中，当混凝土施工质量控制不到位时，或是混凝土保护层厚度没有达到标准要求，内部钢筋存在腐蚀情况等，这些问题中任何一个问题存在都会导致保护层混凝土劈裂裂缝产生。

3预应力混凝土连续箱梁裂缝防治措施

3.1合理布置桥跨跨径的比例

在总体设计桥梁时，要合理布置桥跨跨径的比例，拟定合适的箱梁截面尺寸。在选用预应力混凝土连续梁桥的边跨与主跨比时，要根据实际情况来进行。如果边跨较长，那么其整体刚度就会偏小。在恒载和活载的作用下，现浇段往往会出现较大的主拉应力，这种情况容易导致混凝土开裂。在加载边跨的时候，会对中跨箱梁产生极为不利的影响。如果边跨与中跨这两者的比例较小，那么边跨支点可能会出现负反力，从而导致边墩与边跨的受力不均匀。而且桥梁裂缝与箱梁截面尺寸安全储备不足也具有一定的联系，因此要第确定箱梁截面尺寸时，既要注意到梁高，还要注意腹板尺寸的优化。

3.2优化纵向预应力方案，加强预应力储备

出现腹板斜裂缝的预应力混凝土连续箱梁往往在纵向预应力钢束布置时偏重于施工方便，忽视了对腹板下弯束和边跨现浇筑梁端部一定范围内腹板弯起束的利用问题。因此在选用直线束布置方案时，宜在靠近箱梁支点附件的节段内，在腹板内布置部分下弯束，并且在边跨现浇段端部腹板内要布置部分下弯束。在设计时通过合理布置纵向预应力钢束达到改善箱梁整体受力状态的目的。此外，适当加密边跨箱梁端部腹板的箍筋，适当放大直径，实现对腹板斜裂缝的有效控制。

3.3加强施工阶段的预防

在市政道桥预应力混凝土连续箱梁施工过程中，要求施工单位要严格按照具体的施工图纸进行施工，在施工过程中临时支架要与设计要求相符，而且桥梁荷载要保证在规定范围之内。在混凝土施工过程中，需要做好振捣工作，而且要确保振捣的密实性和均匀性，避免出现过振或是漏振的情况，有效的防范蜂窝和空洞的情况发生。在具体进行混凝土浇筑施工时，需要分层进行混凝土浇筑，并进一步优化浇筑的顺序，合理控制前后两次混凝土浇筑的时间，避免混凝土收缩徐变相差过大，从而在一些结构较为薄弱的部位出现收缩裂缝。当混凝土浇筑完成后，需要做好养护工作，混凝土养护期间不宜过早拆除临时支架和模板，只有当混凝土强度达到设计强度要求时才能进行拆模。对于大体积混凝土浇筑施工，需要处理好水化热的散热问题，确保混凝土强度达到施工的标准要求，以此来有效的防范混凝土裂缝出现。

3.4重视温度应力

从相关的调查数据中可以发现，桥面局部升温或者降温都会在结构中引起较大的内力变化，尽管这部分内力并不是永久的，但是却无法避免这些内力。如果考虑的不得当，温度应力会导致支点附近、跨中截面产生裂缝。虽然这些裂缝并不会影响到结构的正常使用，但是在设计的时候要重视这些裂缝。除了对这些截面进行必要的应力验算之外，还要采取相关的构造措施，比如：在验算截面附近布置一定量的非预应力钢筋，确保温度应力分布均匀，防止温度应力裂缝的产生。

4结束语

由于预应力混凝土连续箱梁结构具有结构刚度好、变形小及行车舒适等诸多优点，因此在40m—200m 跨径的桥梁施工中被广泛应用，并取得了较好的效果。在预应力混凝土连续箱梁施工过程中，基于多方面因素的影响，极易导致预应力混凝土连续箱梁产生裂缝，因此在实际设计和施工过程中需要对裂缝问题给予充分的重视，并积极采取有效的措施加以预防，确保预应力混凝土连续箱梁裂缝的减少或是消除。

参考文献

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