浅谈预应力混凝土箱梁裂纹产生原因及预防措施

摘 要：本文以湖北十堰至甘肃天水联络线陕西境汉中至略阳公路H-C40合同段为例，详细分析了箱梁顶板裂纹产生的原因，介绍了预防裂纹产生和处理已出现裂纹的措施，对今后箱梁的施工具有借鉴意义。

关键词：箱梁；裂纹；产生原因；预防措施

Abstract: This paper taking Hubei Shiyan to Gansu Shaanxi and Hanzhoung contact line to Lueyang highway H-C40contract section as an example, a detailed analysis of the box girder roof crack, introduced to prevent crack and treatment measures of existing cracks in box girder construction, which has a certain reference value.

Key words: box beam; crack; cause; preventive measures

中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

本工程为湖北十堰至甘肃天水联络线陕西境汉中至略阳公路H-C40合同段，里程桩号左线ZK473+398.108～ZK477+610，右线YK473+368.6～YK477+610段，左线全长4.211892km，右线全长4.2414km,20米箱梁4片，30米箱梁1116片。在检查过程中发现，箱梁顶板出现不同程度的裂纹现象，在此，对裂纹产生原因及预防措施进行浅析：

1裂纹情况及原因分析

裂纹是混凝土结构普遍会遇到的现象，一类是由外荷载引起的裂纹，也称结构性裂纹，表示结构承载力可能不足或存在严重问题；一类裂纹是由变形引起的，也称非结构性裂纹，指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝土允许应力时，引起混凝土开裂。第三类裂纹是因为混凝土浇筑完成后由于收面工艺不合理及养护不及时造成的干缩裂纹。H-C40标段预制箱梁所出现的裂纹类型均为第二、三类，引起该类裂纹的原因主要有：

（1）施工不当，现场施工混凝土振捣工艺不符合要求，致使混凝土有离析现象，造成石子下沉，水泥浆上浮，另混凝土浇筑振捣不到位拆模后未及时进行养护，造成混凝土收缩开裂。这种裂纹从雷文情况看，裂纹分布部位、裂纹方向、出现时间具有一定的规律性。裂纹主要分布在梁体腹板渐变处及中隔板处。

（2）混凝土坍落度偏大，混凝土浇筑后处于塑性阶段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂纹。

（3）混凝土在凝固过程中因本身的收缩而产生裂纹。

（4）如果施工方案合理，施工工艺符合质量控制要求，混凝土配合比、坍落度满足要求，而现场的施工温度高达25℃以上，那么裂纹的主要原因是因温度应力引起的。由于温度变化产生的裂纹，结构随着温度的变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度效应应力裂纹。

（5）养护方式不当而引起干缩裂纹。大体积混凝土自身散热，在外界气温偏高或大风天气下，浇筑完成混凝土后，如果不及时进行覆盖洒水养生，很可能因自身散热而出现干缩裂纹，裂纹主要分布在梁顶板处。

2防止裂纹产生的措施及裂纹处理方案

2.1混凝土质量引起的非结构裂纹预防措施

（1）控制及改善水灰比，减少砂率，增加骨料用量，严格控制混凝土坍落度，确保混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，高温季节振捣密实，改善现场混凝土的施工工艺，同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作。

（2）对由于温度应力引起的非结构裂纹，通过时间段温差进行混凝土施工，夏天施工中，应尽量选择晚上或早晨温度低的时间浇筑混凝土，热天浇筑的混凝土，应降低水温拌制，选用水化热小和收缩水小的水灰比，合理使用减水剂，加强振捣以减少水化热。在其他时间段进行钢筋绑扎和支护模板施工作业，合理的安排好施工工序。

（3）预应力混凝土箱梁裂纹的其他控制方案：养护中，及时用土工布进行覆盖，及时洒水养护，保持混凝土湿润。当混凝土达到拆模强度时及时进行拆模，当混凝土强度达到设计张拉强度时及时进行张拉压浆。

2.2裂纹处理方案

（1）对于混凝土表面有蜂窝麻面及保护层又开口裂纹，其处理方法为：凿除混凝土表面外漏层的松散骨料层，深15mm～20mm用净水冲洗干净，采用环氧树脂砂浆进行修补，并进行封模养护。

（2）对于混凝土保护层干裂纹部位的处理方法为：凿除干开裂纹范围内的砂浆，采用压注环氧树脂进行粘合封闭。处理步骤：混凝土基层表面清理，沿纹凿宽8～10mm，深度大于10mm，用钢丝刷沿纹槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除，用丙酮将其油垢擦洗干净、晾晒，其含水率不大于6%；在清洁的混凝土槽内，薄而均匀的涂刷环氧底胶料，不得有漏涂和留坠现象；涂完底胶料后，自然固化12小时，然后用玻璃布或嵌刀将环氧砂浆分层封闭，每层厚度不大于5mm，用沟纹条亚平压实；环氧砂浆自然固化24小时后，用环氧底胶料封闭，封闭宽度应大于环氧砂浆纹宽，且每边要超过2～3mm；封堵后要保持干燥，用碘钨灯烘烤。这种封闭处理，能保证日后运营过程中梁体内钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。

（3）环氧树脂砂浆配合比，通过试验室试验配合比确定配合比为：水泥：砂：环氧树脂：乙二胺：二丁酯=1：1.5：0.5：0.16：0.05。

注意的问题：配置好的环氧砂浆自加入固化剂起计时，必须要在40分钟内完成。裂纹基层清理完成的纹或槽，必须经检查合格后方能进行封堵。

3质量保证措施

（1）对出现裂纹的原因认真分析总结、吸取教训。

（2）对拌和站混凝土及商品混凝土派专人严格把关、施工过程中检查混凝土坍落度。

（3）对出现裂纹的梁板修补过程中派经验丰富的专业人员施补，技术人员现场指导。

（4）对梁板修补后进行强度检测。

（5）进行张拉作业时，注意观察混凝土的变化，是否再次出现裂纹。

4结论

预应力混凝土箱梁结构产生裂纹很常见，但可避免可减少，关键是在设计时，认真验算，合理布置构造钢筋或预应力筋，对易出现裂纹的部位，通过施工过程中的严格控制，尽可能的避免或减少梁体出现的裂纹，通过对裂纹的妥善处理，控制裂纹的发展，使裂纹不至于对结果产生危害，保证结构的正常使用。