论预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施
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【摘 要】桥梁道路建设为我国经济发展提供了基础，桥梁道路工程务必要重视裂缝问题，积极采取防护措施。基于此，本文以广东某桥梁工程为案例，对桥梁工程中预应力箱梁出现梁体裂缝的成因展开分析，其次提出了对梁体裂缝问题的防护措施。
【关键词】预应力箱梁;梁体裂缝;成因分析;防护措施
中图分类号： U445.57 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）14-0157-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.076
Cause Analysis and Protective Measures of Cracks in Prestressed Box Girder Beams
XIE Jin-long
（Guangzhou Highway Engineering Company， Guangzhou Guangdong 510000， China）
【Abstract】Bridge road construction provides a foundation for China’s economic development. Bridge road engineering must pay attention to cracks and actively take protective measures. Based on this， this paper takes a bridge project in Guangdong as an example to analyze the causes of beam cracks in prestressed box girder in bridge engineering， and secondly proposes protective measures for beam crack problems.
【Key words】Prestressed box girder; Beam crack; Cause analysis; Protective measures
0 引言
在我国交通中，桥梁工程是十分重要的构成部分，在社会运行中承担着重要的角色。为了延长桥梁工程的使用寿命，在预应力施工技术逐渐进步的同时，也要做好梁体裂缝问题的预防和保护，加强箱梁结构质量。因此，需要对梁体裂缝问题成因展开分析，通过分析成因采取有针对性的防护措施，延长桥梁使用寿命。
1 工程概述
我国桥梁工程中，常使用预应力箱梁施工，这种施工方法是结构内部形成空心状，结构两侧和上部是翼缘，和箱子的结构较为相近，因此称作箱梁。本文以广东某匝道桥为案例进行研究，该桥梁长度可达432m，桥梁结构属于中跨度类型的桥梁结构，最大桥面宽度达到19.87m，该桥桥跨组合为：7×25+2×20+18+25+18+6×25。该桥梁的上部结构使用的是装配式预应力，先简支后连续箱梁，桥梁下部结构大部分使用双柱墩形式的桩基础[1]。根据施工的要求，该桥梁使用后张预应力的技术手段，在箱梁梁体开始出现裂缝。本文就裂缝成因展开分析，并提出了对应的防护措施，以期可以对裂缝进行完善，提高桥梁质量，延长桥梁使用寿命。
2 预应力箱梁梁体裂缝的成因探究
2.1 施工工艺选择不当
对于箱梁施工而言，最重要的施工部分就是混凝土部分，桥梁混凝土施工需要使用高品质水泥。但是事实上很多桥梁工程施工并没有使用高品质的施工材料，在拌制混凝土的时候，由于拌合时间过于长，水灰比不合理，超出了0.35～0.45的范围，混凝土用量没有达到360kg/m3，这样将会造成混凝土施工的材料不够均匀，容易造成裂缝问题的出现。在混凝土施工期间，浇筑环节和振捣环节出现密实度不够的情况，会造成箱梁结构质量受损。工程使用的钢筋如果没有满足国家标准的规定，如需要超过12mm的钢筋要选择HRB335型号的钢筋，如果需要小于12mm的钢筋则要选择PB235型号。在浇筑过程中，出现过量浇捣也会导致集料离析，细料集中在梁模板位置，混凝土稳定性将会受到影响。在对混凝土展开养护的过程中，如果没有采取科学的养护手段，混凝土质量也将受到危害。
2.2 材料质量问题导致裂缝问题
箱梁施工过程中，施工人员使用高强度混凝土施工，水泥标号用量更多，水凝开始逐渐凝结，出现水化放热情况，混凝土最高温度逐渐升高。在温度变化过程中，桥梁结构也将受到干扰，产生温度收缩裂缝。混凝土配比不够科学，粗细料质量没有达到标准，箱梁也会出现裂缝。此外，箱梁钢筋结构出现锈蚀，裂纹也会产生。在混凝土质量强度为达到40MPa时，实施箱梁吊装，将会由于保护层不足，使得钢筋中水和氧气出现氧化反应，锈蚀物质会对混凝土施加膨胀预应力，混凝土模板开始出现裂纹。在施工中，吊装预制箱板要满足下表所示重量要求。
2.3 其他因素
除了上述原因之外，不科学的设计、计算误差、维护工作也将造成裂缝问题的出现。箱梁预应力出现变化会造成桥梁结构松弛，工程进行到施工后期，承载压力逐渐增大，造成十分严重的预应力梁体裂缝。技术人员在安装预制箱结构时，要临时建立支座，使用沙箱的方法，利用硫磺砂浆制作成30cm宽的支座。要想避免裂缝问题的出现，要优先制作主梁，在混凝土强度、弹性模量同时达到设计水平时，要将弯矩区的预应力钢束拉正，加注水泥浆，同时将箱梁通气孔清理干净[2]。在进行水泥浆浇筑的时候，要把温差控制到5℃之内。
3 预应力箱梁桥梁体裂缝的防护措施
3.1 和施工各方协商施工工艺的选择
在制定施工方案时，需要施工各方共同商议施工工艺，在拌制混凝土时，从实际情况出发，加强混凝土集料的控制。施工人员必须要重视水灰比的控制，要将水灰比控制在0.5范围之内，在材料之中增加1/5減水剂和塑化剂，保证混凝土在2分钟之内拌和，让混凝土达到均匀、稳定状态。浇筑混凝土要尽量避开高温时间段，将最佳温度控制在15℃～20℃的范围之内，使用插入振动器方式进行振捣处理。在施工后期需要进行养护，工程监理要发挥出监督作用。通过质量监管，提高施工标准，不仅有效提高建筑材料自身性能，让建筑中结构控制应力可以达到σcon=0.73fpk=1357.8MPa的水平。添加活性剂和外加剂可以减少水泥用量，让骨料级配更加完善。同时混凝土水化热温度可以得到控制，施工浇筑现场则要利用分层方式展开浇筑，选择标准化钢构架作为浇筑支架。在验收环节中，加强隐蔽性施工环节的验收，对预应力箱体中的预制梁板展开质量检验，严格执行国家的验收标准。 3.2 加强材料质量监管
建筑施工需要严格依据材料标准进行，在施工过程中利用高强度低松弛钢绞线当作预应力钢筋，使用混凝土材料需要严格依照骨料和水泥的标准，保证施工技术性能能够达到国家标准。预应力箱梁梁体力学的性能要满足fpk=1860MPa、Ep=1.95*105。在施工中要注意避免三无材料进入施工现场。同时加强现场对材料的储存标准，将材料和器械放置在干燥阴凉的位置上储存，避免材料和器械在储存阶段受潮，导致施工出现质量问题[3]。在施工现场进行混凝土材料配置时，需要在现场对材料进行检验，再进行材料的配置。施工作业期间，要使用预制箱梁，横梁和现浇接头要使用C50钢筋砼，使用现浇接头，湿接头要使用C50微膨混凝土，保证用量科学合理。
3.3 利用科学技术加固裂缝部位
在加固裂缝部位环节上，常使用开槽法进行裂缝处理，如果裂缝宽度已经超过了0.5mm，在展开裂缝修补时，需要对环氧树脂、聚硫橡胶、砂以及水泥的比例进行严格的控制，维持在10：3：28：12.5的水平。在处理0.2mm～0.3mm的裂缝时，要使用低压注浆的施工技术进行修补，首先将裂缝清理干净，经过试漏和注浆液配置之后，展开压力注浆施工，从而实现一次注浆和二次注浆，最后则需要展开裂缝表面的清理工作。
在处理一些细微裂缝的时候，要使用表面覆盖技术，以0.2mm宽度为界限，未超过0.2mm的裂缝处理要使用聚合物水泥的表面封闭方法，使用改性环氧浆液混合水泥来配置浆液的补缝。处理宽度超过0.2mm时，需要使用关注混凝土进行裂缝的修补，胶液封闭裂缝的方法可以加固处理裂缝修补。使用灌浆加固方法，要控制好气压变化，在0.2MPa～0.4MPa气压范围之间，进行管家加固。如果需要处理宽度较大裂缝，顺利注浆要保持压力水平为0.2MPa，注浆不顺利则要控制压力水平为0.4MPa。在灌浆过程中使用专用水泥抹匀底盘，保持1mm～2mm的厚度，注浆嘴之间的距离要按照裂缝宽度和长度进行调整，一般情况下将间距控制在3.5cm～4cm之间。如果封闭裂缝的表面，在裂缝走向上均匀涂抹，达到6cm～8cm的涂抹宽度。在裂缝上部位置紧贴玻璃丝布，在表面也就构成了封闭带。
4 结论
綜上所述，通过对桥梁工程中预应力箱梁上梁体裂缝问题的分析，主要是施工工艺、施工材料以及管理等方面出现了问题，导致裂缝问题的出现。因此需要同施工方协调施工工艺的选择，加强施工材料的管理，加强养护管理。从而让桥梁结构得到有针对性的保护，有效的保障桥梁使用安全，延长桥梁工程的使用寿命。
【参考文献】
[1]杨敬旺，白素峰.现浇预应力混凝土箱梁施工质量通病及防治[J].科技经济导刊，2018，26（07）：96.
[2]张亚龙.浅析30m简支转连续预应力箱梁桥维修加固及工程应用[J].科技风，2016（15）：85-86.
[3]陈朝慰.横向分段施工预应力箱梁的湿接缝受力性能研究[J].四川理工学院学报（自然科学版），2016，29（02）：61-64.
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