浅析悬浇梁腹板纵向裂缝产生的原因

章志灵

泰州市市区公路工程建设指挥部 江苏泰州 225300

悬臂浇筑法是指在桥墩顶0号块（或0号块与1号块）浇筑完成后，在已完节段两侧设置挂篮作为工作平台，向跨中逐段平衡地浇筑混凝土并施加预应力，最终在跨中进行合拢的施工方法。该施工方法在1950年由德国人菲斯特瓦德首先使用，目前悬臂浇筑施工工艺已非常成熟，施工中常见的腹板裂缝有两种，一种是与底板约呈45°的斜裂缝，另一种是沿预应力管道的裂缝，往往靠近锚头处裂缝开展较宽，向锚固段逐渐变窄而至消失，而腹板出现近似水平的纵向裂缝较为少见[1]。

1 工程概况

江苏某快速路项目中一座跨径为（72+128+81）米预应力混凝土变截面连续梁桥在施工过程中多个节段出现腹板纵向裂缝。该桥单幅宽13米，悬浇最大节段高7．04米，最大节段重量为158．1吨，采用C55混凝土浇筑，采用总重45．95吨的菱形挂篮施工，挂篮与最大节段重量比为29．1%。主桥纵向预应力釆用19Ф15．2、15Ф15．2、12Ф15．2三种规格的钢绞线束。为防止不均匀荷载在主墩两侧设置钢管混凝土临时支墩作为临时固结。

2 腹板裂缝情况

本项目为四幅分离式桥，共有十六个挂篮，从1号块开始直至8号块，大部分节段均出现过纵向水平裂缝，我们召集了设计、咨询、监理、检测、监测等单位并邀请技术专家多次开会分析讨论并拿出处理方案进行试验，直至9号块以后的节段裂缝才逐渐变小至消失。腹板裂缝出现的时间没有规律，有的出现在内膜拆除后，有的出现在预应力张拉后，有的出现在下一节段绑扎钢筋时。现浇节段为对称结构，但裂缝的出现并不对称，裂缝从距离张拉端0．8-1．0米处开始发展止于接近本节段末，大多出现在腹板根部向上约1．5-2．0米的位置，呈现出水平或两头高中间低的形状，且裂缝位置距离波纹管较远，裂缝宽度大多在0．2毫米以内最大可达0．3毫米，深度为57-64毫米。经分析，裂缝与成桥受力没有关系，为非结构性裂缝[2]。

3 已采取的防裂措施

本工程中该类型裂缝并非偶发，各建设主体均非常重视。施工单位征得设计同意后采取了加密腹板非预应力筋、在钢筋外增设防裂钢筋网、增设斜向钢筋、调整配合比等措施，腹板的开裂情况得到了好转但效果不明显。由于工期紧且纵向裂缝在施作竖向预应力后能得到很好的闭合并不再继续发展，经专家组讨论决定，继续按计划施工并采取构造措施减少裂缝的产生，张拉竖向预应力后对裂缝进行封闭处理。

由于张拉端附近未出现裂缝，该位置局部加强筋布置较密，部分专家认为裂缝的出现与防崩钢筋的布设有关，设计单位重新优化并加强了防崩钢筋的设置，但此时已施工至9号块以后的节段，节段混凝土重量已大大减小，调整并加强防崩钢筋是否确实有效值得商榷[3]。

4 纵向裂缝产生原因讨论

裂缝的产生往往是多个原因共同作用的结果，我们分析了本项目裂缝产生的原因主要有如下几个。

4.1 混凝土配合比中水泥用量大

为确保节段浇筑后4天内达到设计强度的90%，本项目采用52．5水泥，每方用量为493千克，因配合比中未使用粉煤灰，水泥用量大，水化热大，温度变形往往是造成混凝土早期裂缝的直接原因，但温度裂缝常为浇筑后早期的纵横交错的表面龟裂，与现场裂缝形态不一致，配合比不是造成本项目裂缝的主要原因。

4.2 施工原因

由于混凝土运输不及时等原因形成了冷缝，有些冷缝外露面被后浇筑混凝土的砂浆填充，拆模后看不出裂缝，实际内部已出现微小裂缝，待挂篮行走到下一节段后，混凝土失去了挂篮底膜的支承，进一步发展成为可见的裂缝。冷缝是腹板受力的薄弱环节，当腹板中出现拉应力时会最早发展成为裂缝。另外，施工过程中养护不到位也是出现裂缝的原因之一。

4.3 挂篮吊杆过柔、吊杆紧固度不足

经复核施工方案的，该挂篮的最大位移点为挂篮前吊杆下端，累计位移为19．8mm，其中挂篮主桁架挠度为9．6mm，吊杆伸长量为10．2mm，虽满足规范不大于20mm的要求但富余量过小，稍有不慎就不满足规范要求。挂篮前、后吊杆的紧固度不足，随着混凝土的浇筑，在非弹性变形和弹性变形的共同作用下，混凝土形成强度的早期，挂篮出现了沉降导致腹板出现裂缝。

5 裂缝防治的建议

在我们负责建设的另一条快速路项目中有一座跨径为（66+110+66）米的同类连续梁桥，我们要求施工单位施工前注重配合比的设计，选择合适的水泥细度，使用水化热小的水泥品种。严格按设计单位推荐的临时固结方案施工，若临时固结方案与设计推荐方案不同，应请设计单位进行复核。采用加大前吊杆截面、加密前吊杆、设置预抛高、对后吊杆施加预应力等措施消除吊杆的非弹性变形并减少挂篮的弹性变形。施工过程中加强防崩钢筋的布设和焊接质量，确保混凝土的及时供应、加强振捣、严格控制两层混凝土的浇筑时间差。同时施工单位也加强了挂篮的刚度设计，在各节段施工过程中腹板未再出现水平纵向裂缝[4]。

6 结语

悬浇箱梁腹板纵向裂缝大多为非结构性裂缝，这些裂缝虽不影响结构安全，却造成人们心理上的不安并影响了桥梁的外观，采取适当措施避免裂缝的出现，本文从混凝土配比、挂篮方案设计、施工过程中、混凝土养护等方面对悬浇箱梁腹板纵向裂缝形成原因进行了分析，并在另一同类项目中进行了重点注意，效果明显，为今后类似工程施工提供参考。