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摘要：空心板梁混凝土是近几年来桥梁结构中常见的一种结构形式，因为其外形简单、梁高小、易制作、质量轻及架设方便，具有普遍的针对性和实用性，所以广泛应用于各等级公路的桥梁中。空心板梁混凝土在实际使用过程中，出现最多的质量问题就是裂缝。本文阐述了空心板梁混凝土裂缝的类型，对其产生的原因进行分析，并制定出相应的处理措施。
关键词：空心板梁；混凝土；裂缝原因；处理措施
前言
自二十世纪八十年代以来，伴随着我国经济建设的快速发展，我国公路交通基础设施建设及其重要组成部分的桥梁事业均取得了巨大成就，我国高速公路上的桥梁也越来越多。空心板桥梁由于其结构简单、适合标准化施工、施工方便等优点而在公路桥梁被广泛采用，但随着道路交通量的增加，车辆超限、超载屡禁不止，空心板梁混凝土在实际使用过程中会出现不同程度的裂缝问题，随着时间的推移，桥梁结构逐渐由安全状态转化为危险状态，从而严重影响了桥梁的安全性和使用寿命。面对空心板梁混凝土裂缝，应该如何应对是关键。
1 空心板梁混凝土裂缝类型
桥梁混凝土裂缝依据其成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是由外部荷载引起的，预示着桥梁结构承载力不足或其他严重问题；非结构性裂缝是由变形引起的，如温度变化、混凝土收缩等因素引起，对桥梁的承载力影响较小。
空心板梁混凝土最常出现的裂缝主要有以下几种，分别是底板及腹板表面网状裂缝、底板的横向裂缝、腹板的竖向裂缝、腹板斜向裂缝、底板纵向裂缝及腹板纵向裂缝。
1.1 底板及腹板混凝土表面网状裂缝
网状裂缝主要出现在底板及腹板混凝土表面，多为混凝土收缩引起的表面龟裂，裂缝分布没有固定规律，裂缝较细，宽度约为0.03-0.05mm，用手触及有突起的感觉。这类裂缝对构件承载力影响不大，主要影响结构外观和耐久性，见图1所示。
1.2 底板横向裂缝
裂缝多出现在底板跨中位置，板梁跨度越大，裂缝越多，裂缝宽度约为0.03-0.1mm，裂缝间距大体相等，且垂直于受力方向，裂缝沿横截面扩展并有向两侧腹板发展趋势，最终形成L型或U型裂缝。这类裂缝主要是由静载和活载造成的弯曲裂缝，见图2所示。
1.3 腹板的竖向裂缝
裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15-0.3mm，多数裂缝是由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部，见图3所示。
1.4 腹板斜向裂缝
腹板斜向裂缝一般发生在跨中两侧至支座附近，与梁体呈15°～45°方向开裂，并逐渐向板顶受压区发展和延伸。靠近支座处裂缝较宽，裂缝宽度一般在0.3mm以下，逐渐变窄而至消失，见图4所示。
1.5 底板纵向裂缝
空心板梁底板纵向裂缝一般分布在空心板梁跨中位置附近，沿下缘主筋方向分布。多数裂缝并不连续，仅在局部开裂，而且跨中纵向开裂多，支点附近开裂少。部分空心板梁裂缝贯穿了空心板全长，从支点一直延伸至跨中，直至另一个支点，裂缝宽度一般在0.1～0.3mm左右，见图5所示。
1.6 腹板縱向裂缝
腹板纵向水平裂缝大部分沿着腹板下缘的预应力管道分布，为近似水平方向的层裂缝，梁端位置随波纹管向上弯起，跨中开裂趋势大于梁端，呈现中间宽、两端窄的规律，见图6所示。
2 空心板梁混凝土裂缝形成原因
2.1 截面抗弯承载力不足
梁板截面尺寸虽满足规范要求，但安全储备小，当桥上超载车辆通行或车流密集时，梁板结构在荷载作用下产生过大的弯曲变形，当梁底拉应力大于混凝土本身的抗拉强度，板底就会出现横向裂缝。
2.2 混凝土内外温差影响
因为混凝土材料导热系数很小，所以当混凝土外表面温度急剧变化时，混凝土内部各层的温度变化缓慢，具有明显的滞后现象，空心板梁混凝土内外就会产生较大温差，引起混凝土发生变形，在混凝土内产生温度应力。因此在外界温度急剧升高或骤降时，混凝土表面会产生较大的温差应力，引起混凝土表面开裂。
2.3 混凝土收缩影响
混凝土干燥过程会引起混凝土产生一定的体积收缩，而干燥过程是由表面逐步扩展到内部，因此混凝土在凝结过程中内外收缩程度不同，出现表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，导致混凝土表面出现拉应力从而产生表面细微裂缝。
2.4 钢筋或预应力管道混凝土保护层厚度不均匀
当混凝土保护层过厚时，钢筋对最外层混凝土的约束作用较小，在行车荷载、温度变化等因素作用时，不能有效地控制外层混凝土变形，从而导致最外层混凝土开裂致使梁板出现垂直主筋方向的横向裂缝。
混凝土保护层不足时，则会影响钢筋和混凝土两种材料粘结性能，不能保证钢筋与其周围混凝土共同工作，同时混凝土碳化引起钢筋锈蚀，铁锈体积膨胀，产生膨胀效应，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂，出现沿构件受力主筋处保护层纵向开裂的现象。
2.5 混凝土施工厚度不足或振捣不密实
由于混凝土厚度不足或振捣不密实，造成混凝土空心板梁断面的削弱，混凝土强度不足，导致空心板梁承载力降低，同时混凝土不密实，就有细微的孔洞和裂隙，外部的水分和气体就很容易侵入内部，腐蚀钢筋，导致空心板梁混凝土开裂。
3 空心板梁混凝土裂缝处理措施
裂缝是桥梁混凝土最常见的病害之一，不论是结构性裂缝还是非结构性裂缝均对混凝土耐久性有影响，均对桥梁的耐久性产生影响，故都需进行处理，大部分裂缝通过修补都可以使空心板梁混凝土恢复原有功能。随着施工技术的不断发展，现在对混凝土裂缝修补的方法有很多，如表面封闭法、压力注浆法、结构加固法、混凝土置换法等等。在公路桥梁日常养护中较为常用的有表面封闭法、压力注浆法，压力注浆法又有自动低压渗注法和压力灌浆法等。 3.1 表面封闭法
表面修补法是采用沿构件表面涂刷水泥砂浆、胶黏剂等材料来修补构件表面细小裂缝，适用于宽度小于0.15mm的微细裂缝的修补，主要是防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。
采用表面封闭法对裂缝进行处治前，需对裂缝进行表面处理，清理沿裂缝走向约30～50mm范围内的混凝土表面浮尘，对裂缝处理范围内的气孔等缺陷用混凝土修补料进行填充补平后，用砂布磨平，使工作面平顺，干燥，再用裂缝修补材料涂刷或适当加压刮抹。
3.2 自动低压渗注法
自动低压渗注法是采用低压注浆器具将渗透性良好的胶体注入裂缝，从而有效填塞、粘合裂缝以恢复和提高混凝土构件整体性，并阻止外界环境中的水等侵蚀性介质渗入混凝土内部，主要适用于宽度在0.1～1.5mm间的裂缝处理。
自动低压渗注法处治裂缝首先对裂缝进行表面处理，除去缝口表面混凝土松散杂物、浮尘及缝内灰尘，沿缝长对处治范围内的混凝土表面用丙酮进行洗刷，擦清表面；根据裂缝宽度和深度沿裂缝中心按设定间距粘贴固定注浆嘴，采用表面封闭法将注浆嘴以外的裂缝外口和贯通裂缝的对面外口进行封闭；待封缝料硬化后，在同一条裂缝上的每个注浆嘴拧插上充了黏结剂的渗注器，推开渗注器的止逆阀，凭黏结剂所受压力持续向缝隙渗注，定时观测渗注器内容积直至不在减缩后停止渗注；待黏结剂达到固化时间后，铲除注胶嘴座，清除封缝材料。
3.3 压力注浆法
压力注浆法是以一定的压力将裂缝修补胶液注入裂缝腔内，达到充填密实的效果，主要适用于宽度≥0.15mm、较深的裂缝处理。
采用压力注浆法处治裂缝首先需要对裂缝进行表面处理，然后沿裂缝走向根据裂缝宽度和深度，每间隔200-400mm埋设粘贴注浆嘴，在裂缝交叉处，较宽处、端部、裂缝贯穿处均应埋设，每条裂缝至少设置一个注浆嘴、出浆嘴和排气嘴；采用封缝材料对裂缝进行密封，防止产生气泡漏浆；待封缝材料硬化到一定强度后，从注浆嘴通入压缩空气对裂缝进行压气试漏，对漏气处进行修补直至不漏为止；竖向和斜向裂缝自下而上，水平缝从一端向另一端逐个进行压力灌浆，最后一个注浆嘴冒浆后保持恒压继续灌注5min后停止压灌；当注入裂缝的黏结剂固化后，对注浆效果进行检验，符合要求后及时铲除注胶嘴座，并清理封缝材料。
4 结束语
空心板梁桥是广泛使用于公路工程上的一种桥型，具有适应性广、施工方便、整体稳定性高等优点。但空心板表面出现裂缝却是一种极为常见的现象，这会严重削弱空心板梁的质量与稳定性 ，甚至会发生质量事故，因此我们必须要对产生裂缝的原因进行详细的分析，并针对实际情况制定有效的处治方法，保证空心板梁橋结构的耐久性和安全性。
参考文献：
[1]牛世久.预应力先张空心板梁裂缝分析与预防[J].中国建设信息. 2006（17）
[2]赵华庆，史卫滨.空心板梁底板纵向裂缝成因分析及加固对策[J].铁道建筑. 2011（03）
关键词：空心板梁；混凝土；裂缝原因；处理措施
前言
自二十世纪八十年代以来，伴随着我国经济建设的快速发展，我国公路交通基础设施建设及其重要组成部分的桥梁事业均取得了巨大成就，我国高速公路上的桥梁也越来越多。空心板桥梁由于其结构简单、适合标准化施工、施工方便等优点而在公路桥梁被广泛采用，但随着道路交通量的增加，车辆超限、超载屡禁不止，空心板梁混凝土在实际使用过程中会出现不同程度的裂缝问题，随着时间的推移，桥梁结构逐渐由安全状态转化为危险状态，从而严重影响了桥梁的安全性和使用寿命。面对空心板梁混凝土裂缝，应该如何应对是关键。
1 空心板梁混凝土裂缝类型
桥梁混凝土裂缝依据其成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是由外部荷载引起的，预示着桥梁结构承载力不足或其他严重问题；非结构性裂缝是由变形引起的，如温度变化、混凝土收缩等因素引起，对桥梁的承载力影响较小。
空心板梁混凝土最常出现的裂缝主要有以下几种，分别是底板及腹板表面网状裂缝、底板的横向裂缝、腹板的竖向裂缝、腹板斜向裂缝、底板纵向裂缝及腹板纵向裂缝。
1.1 底板及腹板混凝土表面网状裂缝
网状裂缝主要出现在底板及腹板混凝土表面，多为混凝土收缩引起的表面龟裂，裂缝分布没有固定规律，裂缝较细，宽度约为0.03-0.05mm，用手触及有突起的感觉。这类裂缝对构件承载力影响不大，主要影响结构外观和耐久性，见图1所示。
1.2 底板横向裂缝
裂缝多出现在底板跨中位置，板梁跨度越大，裂缝越多，裂缝宽度约为0.03-0.1mm，裂缝间距大体相等，且垂直于受力方向，裂缝沿横截面扩展并有向两侧腹板发展趋势，最终形成L型或U型裂缝。这类裂缝主要是由静载和活载造成的弯曲裂缝，见图2所示。
1.3 腹板的竖向裂缝
裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15-0.3mm，多数裂缝是由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部，见图3所示。
1.4 腹板斜向裂缝
腹板斜向裂缝一般发生在跨中两侧至支座附近，与梁体呈15°～45°方向开裂，并逐渐向板顶受压区发展和延伸。靠近支座处裂缝较宽，裂缝宽度一般在0.3mm以下，逐渐变窄而至消失，见图4所示。
1.5 底板纵向裂缝
空心板梁底板纵向裂缝一般分布在空心板梁跨中位置附近，沿下缘主筋方向分布。多数裂缝并不连续，仅在局部开裂，而且跨中纵向开裂多，支点附近开裂少。部分空心板梁裂缝贯穿了空心板全长，从支点一直延伸至跨中，直至另一个支点，裂缝宽度一般在0.1～0.3mm左右，见图5所示。
1.6 腹板縱向裂缝
腹板纵向水平裂缝大部分沿着腹板下缘的预应力管道分布，为近似水平方向的层裂缝，梁端位置随波纹管向上弯起，跨中开裂趋势大于梁端，呈现中间宽、两端窄的规律，见图6所示。
2 空心板梁混凝土裂缝形成原因
2.1 截面抗弯承载力不足
梁板截面尺寸虽满足规范要求，但安全储备小，当桥上超载车辆通行或车流密集时，梁板结构在荷载作用下产生过大的弯曲变形，当梁底拉应力大于混凝土本身的抗拉强度，板底就会出现横向裂缝。
2.2 混凝土内外温差影响
因为混凝土材料导热系数很小，所以当混凝土外表面温度急剧变化时，混凝土内部各层的温度变化缓慢，具有明显的滞后现象，空心板梁混凝土内外就会产生较大温差，引起混凝土发生变形，在混凝土内产生温度应力。因此在外界温度急剧升高或骤降时，混凝土表面会产生较大的温差应力，引起混凝土表面开裂。
2.3 混凝土收缩影响
混凝土干燥过程会引起混凝土产生一定的体积收缩，而干燥过程是由表面逐步扩展到内部，因此混凝土在凝结过程中内外收缩程度不同，出现表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，导致混凝土表面出现拉应力从而产生表面细微裂缝。
2.4 钢筋或预应力管道混凝土保护层厚度不均匀
当混凝土保护层过厚时，钢筋对最外层混凝土的约束作用较小，在行车荷载、温度变化等因素作用时，不能有效地控制外层混凝土变形，从而导致最外层混凝土开裂致使梁板出现垂直主筋方向的横向裂缝。
混凝土保护层不足时，则会影响钢筋和混凝土两种材料粘结性能，不能保证钢筋与其周围混凝土共同工作，同时混凝土碳化引起钢筋锈蚀，铁锈体积膨胀，产生膨胀效应，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂，出现沿构件受力主筋处保护层纵向开裂的现象。
2.5 混凝土施工厚度不足或振捣不密实
由于混凝土厚度不足或振捣不密实，造成混凝土空心板梁断面的削弱，混凝土强度不足，导致空心板梁承载力降低，同时混凝土不密实，就有细微的孔洞和裂隙，外部的水分和气体就很容易侵入内部，腐蚀钢筋，导致空心板梁混凝土开裂。
3 空心板梁混凝土裂缝处理措施
裂缝是桥梁混凝土最常见的病害之一，不论是结构性裂缝还是非结构性裂缝均对混凝土耐久性有影响，均对桥梁的耐久性产生影响，故都需进行处理，大部分裂缝通过修补都可以使空心板梁混凝土恢复原有功能。随着施工技术的不断发展，现在对混凝土裂缝修补的方法有很多，如表面封闭法、压力注浆法、结构加固法、混凝土置换法等等。在公路桥梁日常养护中较为常用的有表面封闭法、压力注浆法，压力注浆法又有自动低压渗注法和压力灌浆法等。 3.1 表面封闭法
表面修补法是采用沿构件表面涂刷水泥砂浆、胶黏剂等材料来修补构件表面细小裂缝，适用于宽度小于0.15mm的微细裂缝的修补，主要是防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。
采用表面封闭法对裂缝进行处治前，需对裂缝进行表面处理，清理沿裂缝走向约30～50mm范围内的混凝土表面浮尘，对裂缝处理范围内的气孔等缺陷用混凝土修补料进行填充补平后，用砂布磨平，使工作面平顺，干燥，再用裂缝修补材料涂刷或适当加压刮抹。
3.2 自动低压渗注法
自动低压渗注法是采用低压注浆器具将渗透性良好的胶体注入裂缝，从而有效填塞、粘合裂缝以恢复和提高混凝土构件整体性，并阻止外界环境中的水等侵蚀性介质渗入混凝土内部，主要适用于宽度在0.1～1.5mm间的裂缝处理。
自动低压渗注法处治裂缝首先对裂缝进行表面处理，除去缝口表面混凝土松散杂物、浮尘及缝内灰尘，沿缝长对处治范围内的混凝土表面用丙酮进行洗刷，擦清表面；根据裂缝宽度和深度沿裂缝中心按设定间距粘贴固定注浆嘴，采用表面封闭法将注浆嘴以外的裂缝外口和贯通裂缝的对面外口进行封闭；待封缝料硬化后，在同一条裂缝上的每个注浆嘴拧插上充了黏结剂的渗注器，推开渗注器的止逆阀，凭黏结剂所受压力持续向缝隙渗注，定时观测渗注器内容积直至不在减缩后停止渗注；待黏结剂达到固化时间后，铲除注胶嘴座，清除封缝材料。
3.3 压力注浆法
压力注浆法是以一定的压力将裂缝修补胶液注入裂缝腔内，达到充填密实的效果，主要适用于宽度≥0.15mm、较深的裂缝处理。
采用压力注浆法处治裂缝首先需要对裂缝进行表面处理，然后沿裂缝走向根据裂缝宽度和深度，每间隔200-400mm埋设粘贴注浆嘴，在裂缝交叉处，较宽处、端部、裂缝贯穿处均应埋设，每条裂缝至少设置一个注浆嘴、出浆嘴和排气嘴；采用封缝材料对裂缝进行密封，防止产生气泡漏浆；待封缝材料硬化到一定强度后，从注浆嘴通入压缩空气对裂缝进行压气试漏，对漏气处进行修补直至不漏为止；竖向和斜向裂缝自下而上，水平缝从一端向另一端逐个进行压力灌浆，最后一个注浆嘴冒浆后保持恒压继续灌注5min后停止压灌；当注入裂缝的黏结剂固化后，对注浆效果进行检验，符合要求后及时铲除注胶嘴座，并清理封缝材料。
4 结束语
空心板梁桥是广泛使用于公路工程上的一种桥型，具有适应性广、施工方便、整体稳定性高等优点。但空心板表面出现裂缝却是一种极为常见的现象，这会严重削弱空心板梁的质量与稳定性 ，甚至会发生质量事故，因此我们必须要对产生裂缝的原因进行详细的分析，并针对实际情况制定有效的处治方法，保证空心板梁橋结构的耐久性和安全性。
参考文献：
[1]牛世久.预应力先张空心板梁裂缝分析与预防[J].中国建设信息. 2006（17）
[2]赵华庆，史卫滨.空心板梁底板纵向裂缝成因分析及加固对策[J].铁道建筑. 2011（03）