1、預(yù)制小箱梁常見裂縫分類和防治    【摘要】預(yù)制小箱梁因其優(yōu)良的截面特性而被廣泛的應(yīng)用,但由于運(yùn)營條件的改變、設(shè)計(jì)及施工不當(dāng)?shù)仍颍菀自斐尚∠淞旱哪承┎课粫?huì)產(chǎn)生裂縫。本文就分別從箱梁腹板的裂縫、沿波紋管的縱向裂縫、箱梁底板縱向裂縫、頂板的縱向裂縫、梁體跨中的環(huán)向裂縫等五種常見的裂縫進(jìn)行介紹，并提出防治措施，僅供業(yè)內(nèi)人士參考。 【關(guān)鍵詞】預(yù)制小箱梁；裂縫；分類；成因；防治 中圖分類號(hào)：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，橋梁建設(shè)事業(yè)也出現(xiàn)繁盛的局面，預(yù)制小箱梁以其較大的截面抗扭剛度、抗彎強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、施工周期短的特

2、點(diǎn)，在我國的公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于部分小箱梁設(shè)計(jì)上不全面，施工不當(dāng)，加上受超載車的影響等原因，預(yù)制小箱梁橋極易出現(xiàn)病害。本文就介紹幾種常見的裂縫形式及其防治措施。 一、箱梁腹板的裂縫 這類裂縫一般發(fā)生在梁端至1/4跨中處，病害嚴(yán)重的箱梁裂縫會(huì)擴(kuò)展到整個(gè)腹板截面。其裂縫多與梁板成45°左右夾角，或斜向延伸至底板，在腹板底部與底板結(jié)合處縱向發(fā)展，或向上延伸至頂板，腹板和頂板間的縱向裂縫連通，裂縫寬度一般在0.2mm以上，個(gè)別橋梁的腹板斜裂縫寬度甚至超過2mm，裂縫深度一般貫穿整個(gè)腹板截面。 1、產(chǎn)生裂縫的主要成因 （1）設(shè)計(jì)考慮不周 在上個(gè)世紀(jì)的時(shí)候，受當(dāng)時(shí)條件的限制，小箱梁

3、的設(shè)計(jì)往往片面追求經(jīng)濟(jì)效益而被過度優(yōu)化，安全系數(shù)較低；特別是某些小箱梁的腹板過于薄弱，腹板箍筋設(shè)計(jì)為單肢，且較為稀疏，難以滿足抗剪要求，造成梁體在未達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的時(shí)候，就出現(xiàn)腹板裂縫。由于腹板太薄，箍筋又少，梁體抗剪儲(chǔ)備不足，箍筋不足以限制裂縫的發(fā)展，所以，裂縫一旦出現(xiàn)，箍筋應(yīng)力就很大，隨著荷載的反復(fù)作用，裂縫進(jìn)一步增長和擴(kuò)寬，使梁體的整體剛度降低，承載能力下降。隨著時(shí)間的推移，在荷載的不斷作用下，梁體狀況加劇惡化，最終趨于破壞。 （2）施工原因 在施工過程中，如支座脫空，導(dǎo)致箱梁受力畸變，或者是模板定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致腹板厚度進(jìn)一步減弱等，這些都會(huì)導(dǎo)致腹板裂縫的產(chǎn)生。 2、裂縫防治措施 （1）加固

4、 對(duì)梁體裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)于裂縫寬度大于0.12 mm的裂縫，可采用壁可法注 射化學(xué)膠液進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于0.12 mm以下的微細(xì)裂縫，可采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行表面涂抹封閉；也可使用混凝土加厚底板和腹板，必要時(shí)增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力；對(duì)于病害非常嚴(yán)重、使用一般的加固措施仍無法滿足承載力要求的，應(yīng)作廢梁處理。 （2）裂縫的預(yù)防 此類裂縫的預(yù)防，主要從設(shè)計(jì)方面加以改進(jìn)，比如增加梁的高度和寬度，加厚頂?shù)装搴透拱宓取?二、沿波紋管的縱向裂縫 這類裂縫主要分布在小箱梁腹板靠近底板20 cm左右的位置，大多在梁長的 1/4-3/4 范圍，沿（彎起前直線段）預(yù)應(yīng)力鋼束布束方向?qū)?yīng)表面發(fā)生，產(chǎn)生裂縫的位置一般均伴隨局部的表面混凝

5、土離析。裂縫寬度基本上為0.1-0.2mm之間，裂縫深度一般在1-2cm之間，大體處于保護(hù)層范圍，也有部分裂縫穿透保護(hù)層。 1、裂縫的主要成因 （1）構(gòu)造空間過小和混凝土性能的影響 以典型25 m小箱梁設(shè)計(jì)為例，腹板厚度設(shè)計(jì)為16cm ，波紋管直徑8.7 cm ，波紋管距兩側(cè)模板凈距為3.65 cm ，中間各有一層小于10 mm的架立構(gòu)造鋼筋。實(shí)際上波紋管兩邊每側(cè)可供混凝土通過的凈距為2.65 cm。如此小的距離，對(duì)混凝土的工作狀態(tài)和工作性能有很高的要求，特別是對(duì)粗集料最大顆粒限制很嚴(yán)。但在實(shí)際施工中，粗集料質(zhì)量未必得到很好的控制，集料偏粗，很容易導(dǎo)致波紋管的位置出現(xiàn)混凝土局部離析，進(jìn)而導(dǎo)致裂

6、縫的產(chǎn)生。 （2）預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不及時(shí) 小箱梁波紋管對(duì)應(yīng)腹板部位局部混凝土承壓面較小，如波紋管中心處，波紋管寬度占腹板總寬度的54%。如此小的承壓面積，要求壓漿必須及時(shí)進(jìn)行，愈早愈好，盡量為預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土之間提供有效的粘結(jié)。但實(shí)際上，由于施工組織及其他原因，部分小箱梁張拉后幾天之內(nèi)都未進(jìn)行壓漿，導(dǎo)致波紋管周圍混凝土長時(shí)間承受較大的壓力，加上保護(hù)層較薄（2cm），出現(xiàn)順預(yù)應(yīng)力管道方向的縱裂也就難免了。 2、裂縫處理和預(yù)防 （1）加固措施 如果裂縫寬度在0.2 mm以下，且沒有穿透保護(hù)層，可以采用壁可法注射化學(xué)膠液的形式進(jìn)行修復(fù)；如果裂縫寬度較大，且深度穿透了混凝土保護(hù)層，應(yīng)進(jìn)行荷載試驗(yàn)加以

7、驗(yàn)證；嚴(yán)重的應(yīng)作廢梁處理。 （2）裂縫的預(yù)防 增大小箱梁腹板的厚度，建議增大到18-20 cm，確保波紋管兩側(cè)混凝土能夠通過的間距大于3cm，同時(shí)，在配置混凝土?xí)r，對(duì)集料粒徑應(yīng)加以控制，保證混凝土的工作性能；對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行及時(shí)壓漿，并避免將施工縫設(shè)置在波紋管直線段高度的位置。 三、箱梁底板縱向裂縫 某高速公路25m小箱梁進(jìn)行動(dòng)靜載試驗(yàn)過程中，箱梁底板中部出現(xiàn)不連續(xù)縱向裂縫，加載過程中裂縫有擴(kuò)展，最大裂縫寬度為0.31 mm。 1、產(chǎn)生裂縫的主要原因 如果單純出現(xiàn)箱梁底板縱向裂縫，那么此類裂縫的產(chǎn)生原因可以排除設(shè)計(jì)方面的因素，縱向裂縫應(yīng)為施工方面的因素所引起。根據(jù)相關(guān)計(jì)算分析，當(dāng)箱梁底板的預(yù)應(yīng)

8、力筋沒有按規(guī)范要求進(jìn)行布設(shè)時(shí)，預(yù)應(yīng)力管道在澆筑底板混凝土?xí)r存在偏離原設(shè)計(jì)位置的可能。為此，波紋管偏位將使預(yù)應(yīng)力在箱梁局部梁段產(chǎn)生徑向力，徑向力對(duì)箱梁底板受力性能將產(chǎn)生較大影響。按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范允許偏差進(jìn)行取值的情況下，預(yù)應(yīng)力徑向力及使用荷載使箱梁底板產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力為2.35 MPa（支座狀態(tài)正常），小于C50混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2.45 MPa，底板不會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。而如果波紋管的偏位超出規(guī)范允許值，則底板出現(xiàn)裂縫的可能性較大。 2、病害處理及預(yù)防 （1）病害處理 采用壁可法注射化學(xué)膠液對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，再采用在箱梁底板橫向貼碳纖維的辦法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 （2）病害預(yù)防 在設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)注意預(yù)應(yīng)

9、力管道（尤其是在使用扁錨時(shí)）的定位，采取可靠的施工措施確保波紋管定位準(zhǔn)備，同時(shí)加密定位筋的數(shù)量，建議設(shè)置為每 50 cm一道；設(shè)計(jì)時(shí)考慮加厚底板厚度，應(yīng)設(shè)置必要的徑向防崩箍筋。 四、頂板的縱向裂縫 這類裂縫一般出現(xiàn)在腹板與頂板交接的位置，或者是梁板濕接縫位置，間斷或不間斷縱向分布，局部甚至出現(xiàn)混凝土碎裂現(xiàn)象，從而造成橋面防水層損壞、梁體鉸縫滲漏嚴(yán)重、橫向連接失效、單梁受力等現(xiàn)象。 1、產(chǎn)生裂縫的主要成因 此類裂縫的產(chǎn)生，主要是汽車輪載對(duì)箱梁頂板的局部受力所引起，在進(jìn)行小箱梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)院一般會(huì)使用平面桿系軟件進(jìn)行計(jì)算，但是一般不會(huì)進(jìn)行輪載作用下的結(jié)構(gòu)局部計(jì)算分析，而國內(nèi)汽車超載的現(xiàn)象又比較

10、普遍，綜合各種因素，使得小箱梁濕接縫位置容易出現(xiàn)縱向裂縫。 2、裂縫處理和防治 （1）裂縫處理 封閉交通，鑿除破損混凝土后重新澆筑混凝土，并在梁底翼緣板下橫向粘貼碳纖維布或鋼板，進(jìn)行加固。 （2）預(yù)防措施 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)小箱梁翼緣板進(jìn)行汽車輪載作用下的局部受力分析，并充分注意濕接縫的施工質(zhì)量。 五、梁體跨中的環(huán)向裂縫 以廣州地區(qū)某高速公路為例，有2片小箱梁在澆筑完混凝土、拆除模板后停置在臺(tái)座上，還沒有進(jìn)行施加預(yù)應(yīng)力的情況下，中部橫斷面腹板、頂板、底板均出現(xiàn)環(huán)向裂縫，并且相互貫通，形成了斷梁的現(xiàn)象。 1、產(chǎn)生裂縫的主要原因 （1）日照、溫差、下雨等原因?qū)е麦E然降溫、夜晚溫度下降等 如果小

11、箱梁混凝土澆筑完成后，在混凝土強(qiáng)度尚未形成前，發(fā)生下雨等突發(fā)事件 ，導(dǎo)致氣溫突然下降，則小箱梁混凝土在基礎(chǔ)約束下產(chǎn)生的拉應(yīng)力可能超出材料的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致環(huán)向裂縫的產(chǎn)生。同樣的道理，如果在白天最高氣溫的時(shí)候澆筑小箱梁，那么晚上氣溫下降時(shí)，同樣可能導(dǎo)致小箱梁環(huán)向開裂。 （2）基礎(chǔ)約束 當(dāng)小箱梁臺(tái)座基礎(chǔ)澆注在堅(jiān)硬基巖或使用混凝土表面的臺(tái)座時(shí)，沒有采取光滑的鋼板等隔離層放松約束的措施，混凝土在大氣溫度及其水化熱溫度的作用下，混凝土內(nèi)部溫度很高，當(dāng)混凝土因降溫的收縮變形受到臺(tái)座的約束時(shí)，將會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生約束裂縫。這類裂縫常在混凝土澆注拆模時(shí)即出現(xiàn)，裂縫較深，有時(shí)是貫穿性的。 2、病

12、害處理及預(yù)防 （1）病害處理 對(duì)于此類裂縫的處理，如果為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行廢梁處理。如果為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以采用裂縫修補(bǔ)+梁底貼鋼板（或碳纖維）的處理方法。 （2）預(yù)防措施 在小箱梁臺(tái)座上鋪設(shè)鋼板，并選擇在溫度較為平穩(wěn)的時(shí)候進(jìn)行混凝土澆筑 同時(shí)，應(yīng)注意對(duì)混凝土進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)，避免梁體溫度的急劇變化。 六、結(jié)語 參考文獻(xiàn)： 1 魏建年，李寶強(qiáng).小箱梁加固J.公路，2004，(08):290-292. 2 蒲廣寧，饒中，孟屯良，丁學(xué)良.30 m預(yù)應(yīng)力混凝土空心 板病害成因分析及對(duì)策J.公路，2008，(07). 3 張勇，梁志廣，胡強(qiáng).簡支小箱梁底板縱向裂縫成因分析J.鐵道建筑，2