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摘要：随着我国经济的高速发展，桥梁的应用也越来越多，在桥梁施工和使用过程中，往往避免不了客观因素而出现一些质量问题，从而降低了工程的承载能力，缩短了工程的使用寿命。裂缝的出现，致使混凝土强度下降，承载力减弱，造成严重的经济损失。本人结合工程实践经验，从技术的角度出发，详细地剖析了这些裂缝的形成原因，并对如何预防提出了一些见解。
关键词：预应力；箱梁裂缝；防护措施
中图分类号；TU757.4
1.箱梁裂缝类型和成因分析
1.1箱梁裂缝的类型
荷载引起的裂缝：桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，分直接、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
1.2裂缝产生的原因
影响裂缝产生的原因很多，有地基沉降、支架系统变形、混凝土收缩、温差、材料质量和施工质量等原因，当然也有设计原因。
1.2.1混凝土收缩裂缝
混凝土是由气、液、固三相组成的假固体（指浇注过程到保养），其中尚有未水化的水泥颗粒，还要吸收周围的水份。液固相间的胶凝体，因水份散失，体积会缩小，引起收缩裂缝：①箱梁的体积与表面积比值小，混凝土收缩大，易产生裂缝。②箱梁混凝土浇筑均采用泵送混凝土，由于泵送混凝土施工工艺要求坍落度大，混凝土用水量和水泥用量较大，湿润养护如不及时，混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩，导致水泥混凝土表面的干缩裂缝。③由于温差作用，混凝土顶部温度较高、底部温度较低，顶部混凝土收缩受到下部混凝土的约束产生裂缝；由于泵送混凝土时，温度较高，同时内部水化热进一步升温，而外部环境温度较低时，形成了较大的内外温差，从而使混凝土表面开裂。
1.2.2地基基础沉降差异产生的裂缝。①因地基持力层或桩壁土层的变化，容许承载力的差异导致早期或晚期裂缝。②由于基础本身施工时处理不当，处理不均匀，致使箱梁浇筑后基础在外荷载作用下发生不均匀沉降导致早期或晚期裂缝。
1.2.3 支架系统变形产生的裂缝。①由于支撑立杆（或立柱）不均匀分布，各部分刚度分布不一致，使其杆件的弹性变形不均匀，导致早期裂缝。②支架的地基不均匀沉降引起现浇箱梁的早期裂缝。
1.2.4施工管理不善产生裂缝。①拌制混凝土时不按配合比计量，任意加水，浇筑的质量不均匀，收缩不统一产生裂缝。②混凝土从搅拌到浇筑的时间过长，致使大量网状不规则的裂缝产生。③混凝土养护差，混凝土在高温和大风的影响下，常产生早期裂缝，裂缝常发生在梁的薄弱處。④有的施工处理不当，没有按规定处理就浇筑新混凝土，造成施工缝处新老结合处夹渣和裂缝。⑤箱梁混凝土过早受力产生裂缝，由浇筑方法本身不够严密或者提早拆模或过早落架使梁过早受力，这种情况经常发生。⑥野蛮施工，用重物撞击等造成裂缝。
1.2.5 材料差异造成的裂缝。①使用不合格水泥出现早期不规则的短缝。 ②砂、石的含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。③砂、石的级配差，有的砂粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成梁侧面裂缝。
1.2.6 设计原因。①构件结构面积不足时，在扭曲或局部应力作用下，会导致在构件较弱的部位产生裂缝。②钢筋含筋量过大或保护层太小，会引起沿钢筋纵向方向的裂缝
2.预防裂缝产生的相关措施
2.1箱梁悬臂板裂缝预防措施。①施工时尽量缩短分次浇筑之间的间隔时间，合理安排施工工序。②箱体混凝土尽量采用较小的水灰比，减小混凝土的收缩，加入适当的外加剂，提高混凝土的和易性。③及时养生减小因日照产生的应力，处理好箱梁悬臂板下的地基和支架，预压时也按设计荷载预压，消除支架和地基的变形。
2.2对支架预压采取的措施。为了消除承受施工荷载后支架及基础产生的弹性和塑性变形,支架必须用与箱梁相等的重量进行等荷预压。预压荷载置于支架顶部,但不宜直接放在箱梁底模上,以免磨损模板。在加载前后及卸载后,应定时定点测量支架的沉降情况,支架预压应采取双控,即持续预压5d以上及达到稳定状态2d以上。沉降稳定状态标准为24h沉降±1mm。
对于支架地基条件变化较大的地段,支架必须进行全程预压,不能仅预压一孔支架取得“经验数据”,并将其用于全桥。预压采用传统的沙袋作为支架的预压荷载，严格控制预压重量并使预压荷载均布，使整个支架受力均匀。
2.3桥墩两侧箱梁顶板裂缝预防措施。①加快浇筑作业，使全桥混凝土在最初浇筑的混凝土终凝前浇筑完毕。②在支架上预加等于梁重的荷载，使支架充分变形，预加的荷载在浇筑混凝土的过程中逐步撤除。③将梁体分成数段，按先浇筑跨中的混凝土再浇筑墩顶混凝土的顺序分段施工，以消除因支架不均匀沉降而造成的影响。同时,在浇注时应配以足够的振捣人员和工具,以确保连续作业在砼初凝前完成。在对浇筑的混凝土进行振捣时,应力求整体得到振捣,受震均匀,但不能过久,过重,以保证砼结构密实,不出现气泡,不使粗骨料下沉、浆液渗出砼表面或流失,从而避免蜂窝,气泡的形成。
2.4箱梁顶板底部裂缝。①现行“桥规”对因温度引起的横向温差应力未作说明，因此，在设计的时候要对此加以考虑，增加安全系数。②设计时应充分考虑温度对施加纵横预应力的影响，适当增设和配置足够的受力钢筋。
3.其它有关的控制措施
3.1对原材料的组织和选用。为了避免在施工中出现这样那样的质量问题，施工单位应严格依照国家建材标准组织好材料，并自始至终地保证材料的质量稳定，不变质。因水泥的细度对水化放热时收缩率不一致，水泥越细，其导致的砼收缩率越大，所以，在选择水泥细度时，应根据工程工件的实际情况，进行试验后方可利用。而目前很多水泥厂都基本把水泥磨得很细，在使用时应适当掺合些矿碴粉或粉煤灰，使其在施工中不出现裂缝等现象。另外,对于选用的水泥应现买现用，而不能用过期的水泥，并随时保证水泥不受潮湿和变质。 3.2设计和制作模板时,应尽量减少错台和漏缝现象,并要求模板必须具有足够的刚度和光洁度,同时要求单元面积大,接缝少,接缝严密平顺。在使用膜板时,首先进行试拼,对精度差的地方要进行修平,刨光处理,并涂以防护油,以确保撤膜后砼结构表面平顺、光洁。
3.3加强混凝土的养生。混凝土的养生主要是保持适当的温度和湿度条件。现浇连续箱梁施工中,可采用洒水湿润养生, 应及时给予保湿养护,根据不同季节、气候采取相应有效的措施进行养护,以确保因砼干缩而不发生干裂现象。在拆除箱梁内模、立顶板底模等交叉作业中不得使混凝土的养生中断,以免导致梁体产生裂纹。为了克服交叉作业给养生带来的困难,可采用薄膜法进行混凝土养生
结语
预应力箱梁裂缝的产生原因是多个方面的，因此，在设计和施工过程中，要认真做好相关工序的质量把关,对可能引起裂缝的薄弱环节进行重点预控,采用主动、有效的措施，这样，对降低桥梁后期维修费用和保障桥梁安全使用将具有更加重要的意义。
参考文献
[1]陈钏.关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的若干探讨.今日科苑，2010.8.
[2]崔晓腾.浅谈混凝土桥面铺装层的常见病害分析与防治[A].海南省公路学会2005年年会学术交流论文集[C]，2005.
[3]黄朝晖.桥面混凝土铺装层病害处理对策[J].工程与建设，2008.3.
[4]钟鸣.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝研究.西南交通大学研究生学位论文,2008.
[5]王国利.城市道路桥梁质量通病的分析与预防.城市杂志，2006.5.
关键词：预应力；箱梁裂缝；防护措施
中图分类号；TU757.4
1.箱梁裂缝类型和成因分析
1.1箱梁裂缝的类型
荷载引起的裂缝：桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，分直接、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
1.2裂缝产生的原因
影响裂缝产生的原因很多，有地基沉降、支架系统变形、混凝土收缩、温差、材料质量和施工质量等原因，当然也有设计原因。
1.2.1混凝土收缩裂缝
混凝土是由气、液、固三相组成的假固体（指浇注过程到保养），其中尚有未水化的水泥颗粒，还要吸收周围的水份。液固相间的胶凝体，因水份散失，体积会缩小，引起收缩裂缝：①箱梁的体积与表面积比值小，混凝土收缩大，易产生裂缝。②箱梁混凝土浇筑均采用泵送混凝土，由于泵送混凝土施工工艺要求坍落度大，混凝土用水量和水泥用量较大，湿润养护如不及时，混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩，导致水泥混凝土表面的干缩裂缝。③由于温差作用，混凝土顶部温度较高、底部温度较低，顶部混凝土收缩受到下部混凝土的约束产生裂缝；由于泵送混凝土时，温度较高，同时内部水化热进一步升温，而外部环境温度较低时，形成了较大的内外温差，从而使混凝土表面开裂。
1.2.2地基基础沉降差异产生的裂缝。①因地基持力层或桩壁土层的变化，容许承载力的差异导致早期或晚期裂缝。②由于基础本身施工时处理不当，处理不均匀，致使箱梁浇筑后基础在外荷载作用下发生不均匀沉降导致早期或晚期裂缝。
1.2.3 支架系统变形产生的裂缝。①由于支撑立杆（或立柱）不均匀分布，各部分刚度分布不一致，使其杆件的弹性变形不均匀，导致早期裂缝。②支架的地基不均匀沉降引起现浇箱梁的早期裂缝。
1.2.4施工管理不善产生裂缝。①拌制混凝土时不按配合比计量，任意加水，浇筑的质量不均匀，收缩不统一产生裂缝。②混凝土从搅拌到浇筑的时间过长，致使大量网状不规则的裂缝产生。③混凝土养护差，混凝土在高温和大风的影响下，常产生早期裂缝，裂缝常发生在梁的薄弱處。④有的施工处理不当，没有按规定处理就浇筑新混凝土，造成施工缝处新老结合处夹渣和裂缝。⑤箱梁混凝土过早受力产生裂缝，由浇筑方法本身不够严密或者提早拆模或过早落架使梁过早受力，这种情况经常发生。⑥野蛮施工，用重物撞击等造成裂缝。
1.2.5 材料差异造成的裂缝。①使用不合格水泥出现早期不规则的短缝。 ②砂、石的含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。③砂、石的级配差，有的砂粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成梁侧面裂缝。
1.2.6 设计原因。①构件结构面积不足时，在扭曲或局部应力作用下，会导致在构件较弱的部位产生裂缝。②钢筋含筋量过大或保护层太小，会引起沿钢筋纵向方向的裂缝
2.预防裂缝产生的相关措施
2.1箱梁悬臂板裂缝预防措施。①施工时尽量缩短分次浇筑之间的间隔时间，合理安排施工工序。②箱体混凝土尽量采用较小的水灰比，减小混凝土的收缩，加入适当的外加剂，提高混凝土的和易性。③及时养生减小因日照产生的应力，处理好箱梁悬臂板下的地基和支架，预压时也按设计荷载预压，消除支架和地基的变形。
2.2对支架预压采取的措施。为了消除承受施工荷载后支架及基础产生的弹性和塑性变形,支架必须用与箱梁相等的重量进行等荷预压。预压荷载置于支架顶部,但不宜直接放在箱梁底模上,以免磨损模板。在加载前后及卸载后,应定时定点测量支架的沉降情况,支架预压应采取双控,即持续预压5d以上及达到稳定状态2d以上。沉降稳定状态标准为24h沉降±1mm。
对于支架地基条件变化较大的地段,支架必须进行全程预压,不能仅预压一孔支架取得“经验数据”,并将其用于全桥。预压采用传统的沙袋作为支架的预压荷载，严格控制预压重量并使预压荷载均布，使整个支架受力均匀。
2.3桥墩两侧箱梁顶板裂缝预防措施。①加快浇筑作业，使全桥混凝土在最初浇筑的混凝土终凝前浇筑完毕。②在支架上预加等于梁重的荷载，使支架充分变形，预加的荷载在浇筑混凝土的过程中逐步撤除。③将梁体分成数段，按先浇筑跨中的混凝土再浇筑墩顶混凝土的顺序分段施工，以消除因支架不均匀沉降而造成的影响。同时,在浇注时应配以足够的振捣人员和工具,以确保连续作业在砼初凝前完成。在对浇筑的混凝土进行振捣时,应力求整体得到振捣,受震均匀,但不能过久,过重,以保证砼结构密实,不出现气泡,不使粗骨料下沉、浆液渗出砼表面或流失,从而避免蜂窝,气泡的形成。
2.4箱梁顶板底部裂缝。①现行“桥规”对因温度引起的横向温差应力未作说明，因此，在设计的时候要对此加以考虑，增加安全系数。②设计时应充分考虑温度对施加纵横预应力的影响，适当增设和配置足够的受力钢筋。
3.其它有关的控制措施
3.1对原材料的组织和选用。为了避免在施工中出现这样那样的质量问题，施工单位应严格依照国家建材标准组织好材料，并自始至终地保证材料的质量稳定，不变质。因水泥的细度对水化放热时收缩率不一致，水泥越细，其导致的砼收缩率越大，所以，在选择水泥细度时，应根据工程工件的实际情况，进行试验后方可利用。而目前很多水泥厂都基本把水泥磨得很细，在使用时应适当掺合些矿碴粉或粉煤灰，使其在施工中不出现裂缝等现象。另外,对于选用的水泥应现买现用，而不能用过期的水泥，并随时保证水泥不受潮湿和变质。 3.2设计和制作模板时,应尽量减少错台和漏缝现象,并要求模板必须具有足够的刚度和光洁度,同时要求单元面积大,接缝少,接缝严密平顺。在使用膜板时,首先进行试拼,对精度差的地方要进行修平,刨光处理,并涂以防护油,以确保撤膜后砼结构表面平顺、光洁。
3.3加强混凝土的养生。混凝土的养生主要是保持适当的温度和湿度条件。现浇连续箱梁施工中,可采用洒水湿润养生, 应及时给予保湿养护,根据不同季节、气候采取相应有效的措施进行养护,以确保因砼干缩而不发生干裂现象。在拆除箱梁内模、立顶板底模等交叉作业中不得使混凝土的养生中断,以免导致梁体产生裂纹。为了克服交叉作业给养生带来的困难,可采用薄膜法进行混凝土养生
结语
预应力箱梁裂缝的产生原因是多个方面的，因此，在设计和施工过程中，要认真做好相关工序的质量把关,对可能引起裂缝的薄弱环节进行重点预控,采用主动、有效的措施，这样，对降低桥梁后期维修费用和保障桥梁安全使用将具有更加重要的意义。
参考文献
[1]陈钏.关于预应力砼连续箱梁梁体裂缝的若干探讨.今日科苑，2010.8.
[2]崔晓腾.浅谈混凝土桥面铺装层的常见病害分析与防治[A].海南省公路学会2005年年会学术交流论文集[C]，2005.
[3]黄朝晖.桥面混凝土铺装层病害处理对策[J].工程与建设，2008.3.
[4]钟鸣.预应力混凝土连续箱梁桥裂缝研究.西南交通大学研究生学位论文,2008.
[5]王国利.城市道路桥梁质量通病的分析与预防.城市杂志，2006.5.