摘要：混凝土由于具备有非常良好的耐久性、强度和可塑性而在当今工程建设中被广泛的采用。但同时由于抗拉强度较低而容易导致混凝土制品的各类裂缝，从而影响到工程的质量。随着我国经济的发展，桥梁建设如雨后春笋，而箱型截面结构由于其具备有很多优良特性而被广泛的采用。本文将就预应力连续箱梁的裂缝成因进行分析，并提出预防和处理措施。
　　关键词：箱梁；混凝土；裂缝；成因
　　文章编号：1674-3954（2013）09-0315-02
　　1 引言
　　混凝土由于具备良好的耐久性，并可以被制作成为不同强度不同性能和不同形状的各种混凝土结构物，因而在当今工的程建设中被广泛的使用。但同时，它也具备着抗拉强度低，在荷载应力的作用或者拉应力的作用之下会产生裂缝，而影响到工程的质量。随着经济水平的不断发展，我国的公路交通也随之得到了飞速的发展，对于路桥的建设也突飞猛进。在公路桥梁建设之中常见的桥梁结构为箱梁结构，但往往在施工或者通车不久就会出现裂缝，这就直接的影响到了桥梁的安全性和耐久性。因此，了解箱梁混凝土裂缝的成因并对其进行有效的处理就显得尤为重要。
　　2 箱梁特点
　　与其他的桥梁结构相比，箱形截面形式具有很大的优点。
　　（1）它的底板和顶板的面积较大，可以有效的承担正负弯矩，并且在配筋上能够满足需要，可以很好的适应具有正负弯矩的结构，同时箱形截面是一种封闭的薄壁结构，抵抗扭矩刚度大，截面的效率指标比T形截面要高，在施工过程之中具有很好的稳定性。
　　（2）对于宽桥而言，由于它具有很大的抗扭刚度，内力的分布比较的均匀，因而在块中不需要设置横向隔板就可以满足荷载的横向分布需要，在修建曲线桥梁时具有很大的适应性，并且在受力时，各个部件共同受力，适合预应力管道的布置，具有很好的经济性。
　　（3）在桥梁的设计时，箱形截面可以极大的发挥预应力的效用，可以为预应力钢筋提供很大的面积，同时可提供较大的截面高度，使得预应力能够有较大的力臂。故而箱形截面在公路桥梁的建设过程之中被广泛的采用，然而这种特有的截面形式和箱梁本身的大体积，使得箱梁梁体混凝土在施工过程中或者通车不久就产生各类裂缝。不同的工程条件会造成箱梁不同类型的裂缝，且箱梁的不同部位产生裂缝的几率不尽相同。
　　3 裂缝形式及成因
　　在预应力连续箱梁的施工和使用过程之中产生的裂缝，从走向上来说主要有水平裂缝、斜裂缝、横向裂缝、纵向裂缝和放射性裂缝；从发生的部位上来说主要集中在翼缘板和腹板上。而不同的裂缝的成因又不尽相同。箱梁混凝土裂缝产生最为根本的原因是由于外力或者内力的作用，导致箱梁混凝土的某一个部位应力超出了抗拉强度。
　　3.1橫向或纵向裂缝
　　对于连续箱梁而言，在受到纵向弯矩比较大的受拉翼缘板处往往会发生翼缘板的横向裂缝，而在跨中的底板翼缘处往往容易产生横向裂缝，与此同时横向裂缝还容易在支座负弯矩处的顶板翼缘上产生，越靠近支座裂缝越严重。裂缝部位如下图：
　　这一类的裂缝产生的原因主要有两种，一种是因为在翼缘板的设计时对翼缘板的分布宽度考虑不足，从而造成安全储备低，在特殊荷载的作用之下容易发生应力的过度集中，导致腹板翼缘的应力峰值超过允许值，而首先发生裂缝。尤其在在桥梁通车之后，箱梁长期受到车辆的动荷载，并多年的反复作用，会使得裂缝向翼缘板的中部扩展，很容易造成裂缝通缝现象。
　　另外一种原因是由于箱梁的预应力松弛或者是混凝土的徐变。在桥梁的长期运营之后，箱梁的预应力钢束会发生松弛现象并表现的越来越明显，对于预应力的箱梁而言，预应力的损失会致使腹板的拉应力过大，由于存在着纵向的预应力损失，从而可能导致截面的抗弯矩能力下降，从而致使翼缘板的横向裂缝。尤其是在现代的施工工艺之中，一般会采用低松弛的钢绞线材料进行张拉，并对张拉工艺进行规范，但在实际的操作过程之中，难免会有与规范相违背的地方，钢筋束在长期的恒载作用下和混凝土的收缩徐变的影响之下，预应力值会有较大的损失，从而引发横向裂缝。
　　3.2斜裂缝
　　斜裂缝一般发生在箱梁的腹板上。在箱梁的施工或者运营阶段，腹板上往往会出现斜裂缝。归纳起来，主要有设计因素、施工因素、气候条件、荷载状况等等。其中一部分因素在引起箱梁腹板斜裂缝的同时也会引发翼缘板的横向裂缝。
　　（1）对于薄壁预应力箱梁结构而言，预应力损失的估值不足或者是在张拉操作过程之中操作不当从而造成预应力钢筋的预应力值不能够有效地达到设计要求，从而使得腹板的主拉应力超过容许值。此外，在施工的过程之中采用对称悬臂施工时，施工挂篮往往锚固在竖向的预应力钢筋上，在施工荷载的作用之下，预应力的损失也比较的大，这种情况下，箱梁的腹板上的斜裂缝容易发展。
　　（2）箱梁自身的温度梯度过大会造成腹板的剪切应力过大，从而在箱梁的腹板上产生斜裂缝。目前在连续箱梁中普遍的才好用大跨度的变截面箱梁，伴随着箱梁截面高度的变化幅度的增大，温度应力沿梁长方向变化较快，且对于外界气温变化较强烈的地区，会随着温度的波动而促使腹板的拉压应力交替出现，从而在应力较大的地方产生斜裂缝。
　　（3）对于薄壁箱梁而言，由于腹板的厚度相对于普通的箱梁要薄，因此要想提高箱梁的抗剪承载能力，则需要增大腹板的箍筋和弯起钢筋的配筋。但由于腹板厚度的限制，对于薄壁箱梁而言，在这一区域容易造成混凝土的斜裂缝发展。
　　4 裂缝的预防与修补
　　4.1裂缝的预防
　　箱梁混凝土裂缝之所以开展，很大一部分原因是由于施工过程之中的操作不到位而导致的产品的质量问题。故而对混凝土裂缝的预防应当主要集中施工阶段。
　　对于箱梁底板裂缝的预防，应当在施工时充分的考虑到温度对于纵横向预应力的影响，应当适当的配置足够的受力钢筋，因为现行的相关规范并未对温度所引起的横向温差应力做一定的说明，故而在设计时也应当充分的考虑。对于箱梁顶板和悬臂板裂缝的预防，应当在箱梁浇筑施工时将梁体分成多段，并加快浇筑作业，使得施工时尽量缩短分次浇筑之间的时间间隔；合理的安排好施工顺序；箱梁梁体的混凝土应当尽量的采用较小的水灰比，尽可能的减少混凝土的收缩，并在混凝土的搅拌时适当的加入外加剂，用以提升梁体混凝土的和易性；浇筑完成之后应当用土工布进行覆盖并浇水养护，及时的减少应阳光而产生的应力。 　　4.2修补
　　箱梁的混凝土裂缝在不可避免的开展之后，应当用一个科学的方法对其进行处理。在桥梁结构出现裂缝之后，首先应当加强观测，不同的裂缝宽度，检测方法也应有所区别，如下表：
　　根据裂缝的特征结构施工和设计资料明确裂缝的性质、原因以及危害程度提出有效地修补措施。目前比较有效也是应用较广泛的裂缝处理方法主要有如下几种：
　　4.2.1凿槽嵌补法
　　所谓的凿槽嵌补法就是在沿着混凝土裂缝凿出一条深槽，然后在深槽内填补各类粘结材料。例如沥青、环氧砂浆和甲基丙烯酸等一些化学制剂。在用这种方法对裂缝进行修补时，一般要将槽形凿成V字型，槽的两边的混凝土通常是要进行平整和清洗，在用水泥砂浆进行填补时，应当要事先保证槽内的湿润；用环氧材料或者沥青进行填补时则要保持槽内干燥，否则应当采取其他的措施，在槽内干燥之后方才进行填补施工。
　　4.2.2表面修补法
　　表面修补法是指通过胶黏剂将钢板等材料粘贴在混凝土的裂缝表面，从而达到封堵裂缝的目的。其中的钢板粘贴是要将胶黏剂，一般是用环氧基液粘结剂涂抹在整块钢板之上，然后壓在待修补的裂缝上。施工顺序一般为：根据裂缝情况对选用钢板的尺寸，并对钢板和混凝土表面进行处理，使其平整并去除油污和灰尘；再在钢板和混凝土的表面均匀的刷上粘结剂，并进行压贴；一定时间之后，在钢板的表面涂刷防护材料。
　　4.2.3填缝法
　　填缝法是混凝土裂缝处理方法之中最为简单的一种。具体而言就是对裂缝附近的混凝土表面进行凿毛之后，在对裂缝进行清洗并保持混凝土表面的湿润，然后用1：1～1：1.2的水泥砂浆进行涂抹，涂抹之前最好是先用纯水泥浆涂刷一层厚度约为0.5～1.0mm的底浆。涂抹砂浆的厚度一般为1.0～2.0cm，等到砂浆收缩之后在进行压实抹光。
　　4.2.4压力灌浆法
　　运用压力灌浆法对混凝土裂缝进行修补，由于它可将修补填料灌入0.3mm或者更细小的裂缝，且操作简便施工机械简单而被广泛的采用。用于灌浆的材料主要有环氧树脂和丙烯酸这两种。在对裂缝进行环氧树脂灌浆封缝时，首先要对混凝土裂缝的基层进行处理，去除浮尘和油污，并沿缝用丙酮进行擦洗；再用环氧树脂进行压力灌浆；最后用玻璃刀将环氧树脂进行封闭。
　　5 结束语
　　理论上，桥梁梁体在按照规范施工并在正常使用极限状态下使用是不会产长梁体裂缝的，但实际工程中，桥梁梁体的混凝土裂缝却客观的存在。本文对连续预应力箱梁裂缝的裂缝形式进行阐述，并对裂缝的成因进行了具体的分析，针对性的提出了不同类型裂缝的预防措施和处理方法。希望能为相关施工人员提供一定参考。