预应力T梁预制及裂缝问题浅析

摘要：本文针对T梁施工预制过程出现的裂缝问题展开论述，从质量管理的角度出发，详细分析了裂缝的产生原因，并对裂缝防范提出若干建议。

关键词：T梁预制 裂缝原因 防治措施

关于预应力砼T梁，对大多数从事公路建设的技术人员来说，并不陌生。它与混凝土连续箱梁、空心板梁一样，是目前常见的几种桥型结构之一，虽然科学发展至今，工程施工技术已趋成熟，但对于这几类常见桥型结构的质量研究，也一直从未停止过，如预应力砼T梁的裂缝问题，便为其中一例。由于裂缝问题的出现对于预应力砼结构来说，是一个较为敏感的问题，它的出现，直接告诉人们，T梁的质量或许缺在缺陷，或许是施工中某个环节的控制存在不足。它的后果，带来的影响巨大，倘若不加以重视，都将给以后的安全使用带来威胁，为此，我们不得不慎重对待。本人从事路桥施工多年，曾接触过不少预应力砼T梁，为让大家有一个全面了解，下面，本人将结合自身工作实践，从管理的角度出发，来谈一谈预T梁裂缝的相关话题吧。

一、T梁预制出现裂缝问题原因分析

梁出现裂缝要分情况看待，通常会在预应力张拉完成和吊装完成两个阶段出现，而在预应力张拉完成出现的机率最大，大部分原因是施工控制不当造成，也有设计不合理的因素，从设计角度看主要是预应力管道布设偏位、钢筋较粗、腹板太薄、结构不合理等，这还是设计者过于理想化，缺少了设计与施工经验所致。在施工方面，造成裂缝的因素与机率太多，归纳起来主要有以下几个：⑴预制台座不牢靠；⑵钢筋或预应力管道布设偏位，保护层不够；⑶混凝土品质问题，外加剂问题；⑷拆模太早，养生不够；⑸张拉应力、次序控制与灌浆配比、压力；⑹移梁不当；⑺支座脱空；⑻横向连接时机与方法。

分析裂缝产生原因要结合施工条件来综合判断，片面的外部条件只会导致判断失准。

二、预制工艺技术要求

T梁在预制时出现的裂缝，大多数为施工裂缝。如果我们从这个角度上来看问题，那么，即为施工裂缝，往往是与预制工艺、工序的控制是分不开的，也就是说，预制过程中的某一个环节，可能是导致裂缝发生的成因。为了更好地查找原因，我们有必要先来了解一下，T梁预制时预应力张拉一般需经过哪些工艺工艺的操作。

一般情况下，预应力砼T梁后张法施工工艺流程如下：施工准备（设预制场、做预制台座、定制模板等）制作安装钢筋和波纹管在固定好的波纹管中穿钢绞线安装模板浇灌砼、养护拆模板并继续养护砼达到要求龄期及强度张拉钢绞线张拉24h以内孔道压浆梁体封端水泥浆达到要求强度、梁体经检验合格可吊装使用。且具体的张拉程序如下：

⑴先将钢铰线束略微予以张拉，以消除其松弛状态，并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上，注意钢绞线束中每根钢铰线受力均匀。

⑵当钢绞线束初始应力达到张拉控制应力的10%-15%σK时，此时应将千斤顶充分固定。在把松弛的钢绞线拉紧以后，在两端精确地标以记号，以便直接测定伸长量，对伸长量不足的查明原因，采取补张拉措施，并观察有无断筋现象，作好张拉记录。

⑶张拉时，滑丝、断丝数量符合规范要求。超过限制数时，应进行更换，如不能更换时，可提高其它束的控制张拉力，作为补偿，但最大张拉力不得超过千斤顶额定能力，也不得超过钢绞线的标准强度的80%。

⑷张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。张拉后，应测定预应力筋的回缩量。

⑸为使拉力控制准确，采用仪表读数与伸长值双控制，根据应力与伸长的比例关系，实测的伸长量与计算的伸长量之差在±6%以内。

从以上预应力张拉的工艺流程中我们可以获知，裂缝之所以存在，有很大程度上需要由外力的作用。我们知道，裂缝是混凝土结构会普遍遇到的现象，一类是由外荷载引起的裂缝，也称结构性裂缝，表示结构承载力可能不足或存在严重问题；另一类裂缝是由变形引起的，也称非结构性裂缝，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。在上述两类裂缝中，变形裂缝约占80%。引起该类裂缝的原因主要有：

（1）混凝土浇注后处于塑性阶段，由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。

（2）混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。

（3）由于温度变化产生的裂缝，结构随着温度古变化受到约束时，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，即产生温度裂缝。

（4）施工不当产生裂缝。从裂缝情况看，裂缝分布部位，裂缝方向、出现时间具有一定的规律性。裂缝分布在跨中处，只有腹板开裂，且两面对称，时间一般为拆模后两天左右。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，而现场地施工温度高达25℃以上，那么裂缝的主要原因是因温度应力引起的。温度应力包括内约束应力和外约束应力。内约束应力是指结构内部某一构件单元，在非线形温差作用下纤维间温度不同，引起的应变不同而受到约束引起的应力；外约束应力是指结构内部各构件因温度不同产生变形受到的约束后结构外部超静定约束，无法实现自用变形引起的应力。

三、施工裂缝防范措施

当我们知道了裂缝的类型及发生成因，在制订防范措施时才能做到“对症下药”，不致于急病乱投医，盲目控制。由于引发裂缝的原因不外于以上分析的几种，因此，我们在制订技术措施时应优先考虑以上因素的影响，本人将目前普遍采用的几种常规裂缝防治方式进行归纳如下。

1、由混凝土质量引起的非结构裂缝，可以通过以下措施防范：

控制及改善水灰比，减少砂率，增加骨料用量，严格控制坍落度，混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，高温季节注意采取缓凝措施，避免水分剧烈蒸发，混凝土振捣密实，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。一旦裂缝出现，可以用环氧树脂配固化剂、丙酮以1：05：0.25的比例配合进行修补，将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷毛吹净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，在涂环氧树脂，贴玻璃布，以后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯硷水煮沸脱脂，用清水冲洗干净并烘干。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。

2、由温度应力引起的非结构裂缝，可以通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生（在腹板加纵向钢筋）；同时在施工时，应尽量选择温度低的时间浇注后半天（利用早、晚进行施工）、热天浇注混凝土时，应降低水温拌制，选用水化热小和收缩小的水泥灰比，合理使用减水剂，加强振捣以减少水化热，

3、在施工中对预应力混凝土t梁裂缝的控制方案和已出现裂缝的处理办法是：

3.1在腹板处两面对称增加通长纵向应力钢筋，根数为原设计的一倍。

3.2控制好混凝土的浇注时间和浇注时的温度，安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注。

3.3及时掩护，并用塑料布进行覆盖，经常保持混凝土湿润。

3.4及时拆模、及时张拉。当混凝土达到拆模强度时就即使拆模，当混凝土强度达到设计张拉强度时就及时张拉压浆。――裂缝的处置措施：用环氧树脂配固化剂、丙酮以1：0.5：0.25的配合比进行修补。将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷干净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂环氧树脂，贴玻璃布，之后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯硷水煮沸脱脂，能保证日后运营过程中梁体内的钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。

此外，为确保混凝土性能，砼拌和料可掺适量的外加剂。砼搅拌时，检查拌制质量和塌落度，符合要求才可浇筑。砼采用分层振捣一次浇筑的方法，在倾斜面上逐层升高，每层30cm。振捣时不得大力撬动钢筋和模板。梁体砼浇筑后，在梁端标明制作日期和安装方向。为了不损坏T型梁的翼缘，在砼强度未达到12.5mpa时，不得拆模。拆模时不得用力撬动与敲打而损伤梁体表影响T型梁的外观质量。在砼初凝后，用麻袋覆盖，并洒水养护，在养护期宜保证砼表面处于湿润状态。

结束语:

总之，T梁裂缝出现在各个部位，带来的安全隐患是不一样的，比如跨中、变截面处出现裂缝必须十分小心。预应力梁不允许出现横向裂缝。要对裂缝进行处理，首先要对裂缝宽度、深度等指标进行检测，看达到何种程度，再采取相应补强加固措施。通常情况裂缝宽度超过0.25mm就必须采取措施。同时，裂缝深度也很关键，它表明是否对梁内部的力筋是否造成影响。如果裂缝深度到达力筋，引起钢筋锈蚀就必须开槽，对钢筋进行除锈，然后再以某种灌缝材料（比如赛柏斯）进行嵌缝处理，最后才是粘钢板或帖碳纤维等。

参考文献：

1、刘博强;预应力砼T梁预制施工的质量控制[J];交通世界;2009年01期