预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策
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摘要：预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它因为整体性能好而被广泛应用，但是，由于种种原因，这种桥型经常出现裂缝现象，特别是腹板上的斜裂缝。这些裂缝不仅破坏了桥梁的外在美观，而且可能影响到交通安全。本文对预应力混凝土箱梁桥腹板施工的裂缝的成因和对策进行分析。
关键词：预应力；混凝土；箱梁桥腹板；裂缝成因；对策
一、裂缝形成原因分析
（一）预应力混凝土箱梁桥腹板裂缝的内部成因
1、由于设计不合理而产生的裂缝
对于有些桥梁来说，由于普通钢筋的用量不足，导致裂缝过宽。由于设计者会普遍的认为假如把预应力设计为在载荷作用下不会产生弯曲受拉应力，那么混凝土就不会开裂，然而他们忽视了作用在结构上会产生其他效应，正是这种宽裂缝对钢筋的腐蚀产生了促进作用。
2、薄厚构件的链接
把一薄一厚的混凝土部件相连接是一件很危险的事，这是因为和厚部件相比较，薄部件比较容易受到温度以及混凝土收缩的影响，这样薄部件就比较容易发生开裂，那么，对具有薄腹板的箱梁来说，薄底板就会产生十分严重的横向裂缝。另外，较大的厚度差别会引起箱梁中比较大的约束力，这样就会导致腹板中水平裂缝的产生。
3、水泥的水热化作用
混泥土在进行搅拌、运输、凝结以及硬化时，这一过程水泥和水发生化学反应而释放出大量的热，之后温度又要下降，在这中间总共产生了两次升温与降温的过程。内部温度升高，但是板面温度由于外界气候因素而下降，升温时混凝土的内部体积发生膨胀产生压应力，降温又使混凝土的表面进行收缩产生拉应力，一旦混凝土的拉应力和压应力超过了混凝土的抗拉和抗压极限强度，梁板的表面就会产生裂缝。
4、温度和混凝土收缩、徐变产生的裂缝
混凝土在空气中进行凝结硬化时体积会减小，这一过程就叫做收缩。温度和混凝土的收缩、徐变会导致附加应力的产生，这是由不同的纤维中的约束力应变而导致的内约束力。在超静定的结构中，这些差别还会引起外约束力，因为这些约束力非常容易超过混凝土的抗拉极限强度，所以会产生桥梁的很多裂缝。
（二）预应力混凝土箱梁桥腹板裂缝的外部成因
1、混凝土的局部应力过大
与盈利的钢筋锚垫板下会产生十分强大的局部应力，这样周围的混凝土就比较容易有细微的裂缝产生，虽然，这个裂缝的危害不大，但是，如果锚垫板下的混凝土不密实就会导致大的裂缝。
2、混凝土的配合比例不合理
在对混凝土的配合比例进行设计时，施工人员会比较保守，就使得水泥的用量超过最高限度，特别是现在对新的混凝土进行评定标准提高以后，睡你的用量比以前增加了大约有5%，这样，因为水泥用量的增加导致了混凝土凝结收缩量的增大，就导致了表面裂缝的产生。
3、砂、石的含泥量过大
在施工时，砂、石的含泥量可能会超过极限，这样就降低了它们与水泥的胶结力，从而降低了混凝土的强度以及抗渗性，于是就导致了网状裂缝的产生。
4、水灰比过大
在混凝土的拌制过程中，有的拌和设备计量对用水量的控制不准确并且随意性较大，由于水灰比过大就造成了离析现象，导致粗骨料沉于下部，而多余的水分则上升，这样就造成了混凝土下部分强度大，顶板强度低的不均匀现象，那么，对于混凝土强度低的区域就比较容易发生裂缝现象，而且底板浮浆过多发生收缩现象明显，所以顶板的横向裂缝比较严重。
二、避免产生裂缝的对策
（一）总体布置
1、一般来说，预应力混凝土的连续钢构箱梁桥的主跨度不会超过200米。
2、对于预应力混凝土连续钢构箱梁桥来说，它的一联跨数不会超过5跨。
3、预应力混凝土连续钢构箱梁桥边中跨的比在0.53到0.62之间才是合理的。
4、预应力混凝土连续刚构箱梁桥的桥墩的高度应大于等于跨度的五分之一，并且要大于等于20米。
5、在条件允许下，桥面的纵向应该设置纵坡，并且纵坡要大于等于0.5%凸形竖曲线，桥面不能够设置凹曲线。
（二）构造设计
在进行构造设计时，要统一考虑混凝土箱梁和墩身的构造尺寸，对体系刚度要确保能够满足规范的要求。
箱梁的梁高
为了把梁体的抗剪能力提高，把主梁的应力状态改善，对于箱梁来说要足够的高。要把根部箱梁的高度控制在主跨跨度的十六分之一到十八分之一之间，对于梁高变化的抛物线次数要控制在1.8到2.0的范围之内，并且当跨径大时要取小值，相反，跨径小时就应该取大值。
箱梁腹板
对于箱梁腹板来说，它的最小厚度要大于等于40厘米，箱梁腹板和顶底板之间承托的最小边长要大于50厘米。
箱梁根部0#块
对于箱梁根部0#块来说，要对它进行空间应力分析，对各种应力的分布状态要十分仔细地分析，对于改善0#块局部受力可采取消除局部应力集中或者在拉应力区域设置一定数量的普通钢筋的措施来进行。
桥墩的抗推刚度
首先确定体系刚度满足规范的要求，然后在这个条件下，对桥墩的抗推刚度尽可能的减小，从而把混凝土的收缩徐变以及温度等因素对结构受力的不利影响降到最低。
（三）预应力体系设计
1、预应力体系的设计
在对预应力体系进行设计时，要对短期和长期使用荷载作用效应进行兼顾。必要时，要在运营过程中对梁体内的有效预应力进行增加，设计时可以把部分备用预应力孔道也设计在内。
纵向预应力体系
在对纵向预应力体系进行设计时，要按照真空灌浆工艺的要求来对它进行设计。设计时还应该适当的配置纵向腹板弯束，这样就可以对箱梁腹板的主拉应力状况进行改变。
竖向预应力体系
在条件允许的情况下，应该把竖向预应力作为安全储备，不对它进行主拉应力的计算。
2、预应力体系的施工
（1）混凝土的强度能达到设计要求的强度，并且要在混凝土的龄期达到七天之后，才能进行钢束的张拉。在对钢束张拉时，要实行张拉力以及伸长量的双控。
（2）要进行现场张拉工艺的试验，这样才能对预应力钢束张拉的初应力、超张拉值、各次的张拉吨位以及持荷时间等指标进行确定。
（3）在预应力钢束张拉完毕后，要严禁碰撞锚头和钢束，那么，对于钢绞线来说，它的多余的长度要用砂轮机进行切除，绝对不能使用烧焊切除。
（4）在对锚具进行定货时要采用成套定货的方法，不能把承包商自己研制的任何一种构件用作成套锚具的替代品，对于锚具的所有的构件必须要实行严格的质量检验。
（5）在进行预应力孔道灌浆时，采用的是真空辅助压浆技术，对它的饱满度进行严格的控制，从而保证了压浆的饱满；在采取真空辅助压浆的工艺时，要进行现场试验并且要制定操作流程。
（6）在对预应力钢束进行封锚前，要对锚头槽孔进行仔细地清理，涂抹上阻锈剂并用低收缩混凝土进行浇注密实。
（四）应力和变形控制
1、要充分考虑温度以及混凝土徐变的影响，从而对预应力混凝土连续刚构桥应力和变形进行计算。当然，对于局部温差影响不仅要按规定来计算，还要对它进行必要的空间分析。在考虑混凝土收缩徐变的影响时要把成桥预拱度考虑在内。
2、在对预应力混凝土连续刚构桥进行设计时要按照全预应力混凝土来设计，正截面的最大压力以及箱梁腹板最大的主压应力和主拉应力要小于规定的限值的0.8倍。
结语：
就目前来讲，我国不管是在设计、施工还是预应力材料上都有了很大的进步，但与国际水平相比，仍然存在很大的差距。所以我们要不断探索，在总结经验的基础上，借鉴国外的技术，对混凝土箱梁的设计和施工进一步加以完善和发展。
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