支架现浇砼箱梁产生裂缝的原因分析及采取措施

摘要： 混凝土桥梁在建造和使用中，常会出现裂缝而影响工程质量。其中支架现浇混凝土箱梁以其结构整体性好、跨度大、外形美观，在高速公路和城市快速路等工程中得到广泛应用，而裂缝问题也常困扰着工程技术人员，为加强对其认识，避免出现危害较大的裂缝。本文结合支架现浇混凝土箱梁施工中出现裂缝的问题，对混凝土箱梁裂缝产生的原因作分析，并提出预防处理措施。

关键词： 支架现浇砼箱梁；裂缝；分析及措施

中图分类号：S605文献标识码： A

前言

目前，交通基础建设发展迅速，工程质量是大家关注的话题。在桥梁建设中，混凝土得到广泛使用，因混凝土出现裂缝而影响工程质量的问题也屡见不鲜，这些常发病经常困扰着桥梁工程技术人员，而原因是多方面的，如果采取一定的施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的，可保证桥梁施工质量。

某城市快速路立交匝道桥一联（30+35+35+ 30）m的钢筋混凝土等截面现浇箱梁，采用满堂支架法施工，分两次浇筑，第一次浇筑箱梁底、腹板，第二次浇筑箱梁顶板。其混凝土强度达设计要求在，拆除支架和模板，箱梁的腹板、翼缘板处发现一些裂纹，通车后裂缝有发展和增加，后期按制定方案用环氧树脂进行压注和碳纤维黏贴等方法加固，通车多年后，经检验处理效果较好。

一、支架现浇砼箱梁裂缝

（一）箱梁腹板处的垂直裂缝

该联现浇梁腹板、翼缘板拆模后，在边墩顶处腹板两侧发现垂直于梁体的裂缝。裂缝开始于翼缘板悬臂处（第一次混凝土与第二次混凝土浇筑的交界处），终于腹板高度的约1/3处，裂缝上宽下窄。原因分析及解决的措施：

1、箱梁混凝土浇筑顺序对产生以上裂缝有直接关系。实际施工中现浇箱梁按先浇筑墩顶横隔梁处，浇筑完成再在浇筑箱梁底、腹板。过程中用两台汽车泵同时在墩顶处浇筑横隔梁混凝土，该墩处满堂支架下沉瞬时完成，而其它部位在混凝土浇筑中却一直在下沉，导致混凝土开裂。

2、现浇箱梁地基的不均匀沉降造成。边墩处支架大部分支撑在承台上，支架弹性压缩变形在浇筑混凝土后瞬时完成，而远墩处为经过换填处理的软土地基，两个位置的沉降不同步，远墩处混凝土下沉对墩顶处隔梁混凝土产生拉应力，导致墩顶处腹板两侧混凝土开裂。

综上所述，地基处理不到位是腹板产生裂缝的主要原因，因此对于现浇箱梁采用满堂支架法施工时，地基处理是重中之重。对于软土地基，施工前必须提前对地基进行处理，让地基有尽可能长的时间沉降稳定；根据地质情况，制定合理的施工方案，可采用换填法（做好周围排水设施）或不同类型的桩基础进行地基处理，来保证地基承载力，减少后期地基下沉量；支架搭设前对地基承载力进行检测，合格后进行满堂支架搭设，然后严格按方案对支架进行预压，过程中做好沉降观测，通过对采集数据的分析，确定支架非弹性变形是否消除、地基沉降变形是否稳定和支架弹性变形数值；浇筑混凝土时遵循先浇筑地基薄弱处和正弯矩最大处，使地基变形和支架变形在浇筑的混凝土初凝前即发生并稳定。

（二）箱梁翼缘板底部的横向裂缝

现浇箱梁两侧翼缘板底部发现水平裂纹，缝宽为腹板裂缝宽度的1/4左右，裂缝深度较浅，且从悬臂端部向翼缘方向衰减。原因分析及解决的措施：

1、箱梁混凝土分两次浇筑，底、腹板与顶板混凝土龄期相差至少7d。混凝土的收缩率随混凝土龄期的增长而衰减，顶板在底、腹板混凝土浇筑后7天后再浇筑，此时收缩率相差较大。因此顶板、尤其是长条翼缘板混凝土收缩受到腹板、底板和横隔梁组成梁体的共同约束，故翼缘板处产生横向裂缝。

2、设计上对构造上的考虑较少。该现浇箱梁翼缘板底层纵向钢筋布置为直径12mm钢筋、间距15cm，从构造上讲，配筋率还是偏低的。

结合以上情况：现浇箱梁施工中，若分两次浇筑混凝土，尽量缩短两次混凝土浇筑的时间差；现浇箱梁混凝土浇筑施工工艺也可调整为一次浇筑成型；过程中加强混凝土的养护；设计时可考虑在翼板底部加铺如直径为8mm或10mm的防裂钢筋网（特别在收缩受约束较大，而又无法释放集中应力的中横梁附近设置）或提高配筋率；对类似翼缘板的部位，可多考虑一下构造方面设计而采取相应的措施。

二、现浇混凝土箱梁裂缝的种类及产生原因

现浇混凝土箱梁裂缝产生的原因较多，而且多种因素相互影响，但每一条裂缝产生会有一种或几种主要原因。就其产生的原因，大致划分如下几种：

（一）基础变形裂缝

因地质勘察资料不准，地基处理不到位等原因，造成基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。

（二）施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异。

（三）荷载裂缝

混凝土桥梁在静、动荷载下产生荷载裂缝。 裂缝产生的原因有：设计、计算不合理； 施工时，任意堆放施工机具、材料，擅自更改结构施工顺序； 超出设计载荷使用和外力撞击等。

（四）温度裂缝

当外部环境或结构内部温度发生变化，如温差、日照、骤然降温、水化热、养护或施工措施不当，混凝土发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝，将随温度变化而扩张或合拢。

（五）收缩裂缝

在实际施工中，混凝土因收缩所引起的表面裂缝，裂缝宽度较细，成龟裂状，形状没有规律。影响混凝土收缩裂缝的主要因素有： 水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法和外界环境。

（六）锈蚀裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，发生锈蚀反应，其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。

（七）施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。

三、减少箱梁裂缝的其它施工措施

现浇箱梁施工中，为了减少梁体裂缝，除采取的上述措施外，还可以从以下几方面来加强控制：

1、严格套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料要计量准确。

2、施工时控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

3、减少踩或压已绑扎的上层钢筋，致使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

4、施工时保证模板、支架等支撑体系的刚度满足要求。

5、混凝土分层或分段浇筑时，重点做好接头部位处理，可从混凝土接触面凿毛、清洗和混凝土养护等方面加强控制。

结束语：现浇箱梁混凝土产生裂缝的原因很多，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。施工方面来说，如从工艺、原材料、混凝土配合比、振捣质量、保护层厚度、钢筋锈蚀、混凝土养护和温度变化等方面严加控制，则可以大大减少裂缝，保证结构安全耐用。