預(yù)應(yīng)力混凝土場制箱梁裂紋產(chǎn)生原因分析

1、客運(yùn)專線鐵路預(yù)制箱梁裂紋產(chǎn)生原因分析摘要：通過對高速鐵路高性能混凝土簡支箱梁現(xiàn)場預(yù)制施工過程中產(chǎn)生的各種裂紋調(diào)查，對其成因進(jìn)行 歸類分析，對預(yù)防和處理裂紋的方法進(jìn)行總結(jié)探討。關(guān)鍵詞：高速鐵路 預(yù)制箱梁原因分析混凝土制品的裂紋是很難避免的，它會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性甚至使用功能。設(shè) 計(jì)時(shí)速350公里客運(yùn)專線鐵路無碴軌道簡支箱梁，使用壽命為100年，對于混凝土的裂紋有 更高的要求，我們在從事箱梁預(yù)制生產(chǎn)過程中如何減少和消除預(yù)應(yīng)力混凝土梁的各種裂紋， 成為了箱梁制梁場技術(shù)人員研究攻關(guān)的主要課題。一、裂紋的分類及原因分析根據(jù)裂紋的成因分類，可分為外因裂紋（主要是機(jī)械力導(dǎo)致的裂紋）和內(nèi)因裂紋（裂 紋內(nèi)

2、部各種因素導(dǎo)致的裂紋）。外因裂紋較多見，其因果關(guān)系簡單明確；內(nèi)因裂紋較為復(fù)雜， 一條裂紋的產(chǎn)生往往是多種因素作用的結(jié)果。1、外因引起的裂紋1.1拆模過程產(chǎn)生的裂紋。拆模引起的裂紋是最常見的外因裂紋，主要包括拆除端、側(cè) 模模裂紋?；炷翉?qiáng)度沒達(dá)到設(shè)計(jì)拆模強(qiáng)度就進(jìn)行拆模易產(chǎn)生掉角、撕裂；箱梁在初張拉后 經(jīng)過提梁機(jī)吊出模型時(shí)，若提梁機(jī)司機(jī)操作不當(dāng)，起升速度不同步，側(cè)模及側(cè)模角模處向上 頂撞箱梁翼緣板，側(cè)模及底模連接處向外頂撞箱梁下翼緣，極易使箱梁造成出現(xiàn)縱向裂紋。 設(shè)計(jì)模型時(shí)將側(cè)模上角模設(shè)計(jì)向外傾斜1-2mm，角模與側(cè)模連接處凹角做成圓弧，既有利于 脫模也可避免此類裂紋，設(shè)計(jì)側(cè)模與地模連接處凹角做成

3、圓弧，同時(shí)吊梁出側(cè)模時(shí)保證起升 同步。1.2預(yù)應(yīng)力施工過程中的裂紋。梁體預(yù)初張以后梁體會(huì)發(fā)生壓縮并起拱，造成端部集 中受力，在梁體端部為35 mm保護(hù)層，應(yīng)力集中在此處并且梁體壓縮位移，從而導(dǎo)致混凝 土在保護(hù)層與鋼筋結(jié)合處開裂;另外箱梁底板預(yù)應(yīng)力成孔橡膠管在混凝土澆筑過程中由于固 定不牢固上浮，造成孔道上拱，張拉時(shí)鋼絞線在底板產(chǎn)生壓力造成底板縱向裂紋。1.3養(yǎng)護(hù)施工過程中的裂紋。夏季氣溫最高時(shí)期，用從地下水對梁面灑水養(yǎng)護(hù)，造成 梁體表面細(xì)微裂紋。保濕養(yǎng)護(hù)用水溫度應(yīng)與梁體表面溫度差小于設(shè)計(jì)要求。1.4存梁、移梁、運(yùn)梁過程中引起裂紋。移梁或存放不當(dāng)造成存梁時(shí)箱梁支點(diǎn)四點(diǎn)位于 同一平面，誤差不超過設(shè)

4、計(jì)要求，否則導(dǎo)致支座板處多處縱向裂紋。吊梁和存梁時(shí)，梁端懸 出長度超過允許值，可造成梁中部橋面板橫向裂紋，這類情況非常罕見。1.5靜載試驗(yàn)引起裂紋。某些施工水平差的現(xiàn)場預(yù)制箱梁單位生產(chǎn)的橋梁，由于箱梁預(yù) 應(yīng)力施工工藝不準(zhǔn)問題造成預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際預(yù)施應(yīng)力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在靜載試驗(yàn)加載等 級(jí)KM1.2時(shí)，箱梁梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂紋或下翼緣側(cè)面受力裂紋延伸至梁底邊，判定 箱梁靜載試驗(yàn)不合格。靜載引起裂紋一般出現(xiàn)在跨中8米附近，由下翼緣的側(cè)面（包括倒角 和圓弧過渡段）逐漸延伸至梁底。通橋2008） 2322A-H設(shè)計(jì)的簡支箱梁，由于設(shè)計(jì)安全系 數(shù)儲(chǔ)備大；較少出現(xiàn)靜載裂紋；此類裂紋在靜載試驗(yàn)完成卸載后

5、完全閉合。2、內(nèi)因引起的裂紋2.1收縮裂紋。此類裂紋典型的情況有頂板上表面的平行線狀細(xì)裂紋，封端混凝土養(yǎng)護(hù) 不及時(shí)產(chǎn)生的龜裂?；炷潦湛s裂紋發(fā)生在混凝土凝固過程期間，此期間，混凝土由于表面 蒸發(fā)和水化反應(yīng)不斷失水，總體積減小。而此過程是由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi) 呈現(xiàn)含水梯度，因此產(chǎn)生表面收縮與內(nèi)部收縮的不均勻收縮，致使表面上承受拉力，內(nèi)部混 凝土承受壓力，當(dāng)混凝土表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。減少其裂 縫寬度和條數(shù)的方法是在混凝土強(qiáng)度較低時(shí)對出現(xiàn)的可塑裂紋二次抹光壓面，消除初始收縮 應(yīng)力，然后按規(guī)定要求保濕養(yǎng)護(hù)保證混凝土強(qiáng)度增長。對混凝土完成澆筑后貼一層塑料薄膜

6、并做好保溫有效消除此類裂紋。2.2溫度裂紋。溫度裂紋常表現(xiàn)為箱梁腹板上部和翼緣板裂紋，箱梁翼緣板裂紋一般為 腹板裂紋的延伸。如果拆模前停止蒸養(yǎng)的時(shí)間太短使拆模時(shí)梁溫過高，環(huán)境濕度又小；環(huán)境 溫度很低或很高（嚴(yán)冬或盛夏）、梁體灑水方法不當(dāng)；箱梁頂板、側(cè)面受太陽暴曬后或突遭 冷空氣侵襲可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降;拆模后早期張拉前停放時(shí)間過長未及時(shí)施加適 當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力等往往都會(huì)產(chǎn)生溫度裂紋。預(yù)防的方法：一是保證拆模前停汽時(shí)間；二是在強(qiáng)光 照或者大風(fēng)天氣做好改好養(yǎng)護(hù)棚并用保溫篷布對箱梁進(jìn)行遮蓋；三是注意正確的灑水養(yǎng)生， 但如發(fā)現(xiàn)梁溫過高不要馬上灑水，更不能先灑腹板部位；四是拆模后及時(shí)施加適當(dāng)預(yù)應(yīng)力，

7、包括剛發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)。若在梁端部添加鋼筋網(wǎng)，也可有效阻止梁端部裂紋。2.3構(gòu)造裂紋：箱梁生產(chǎn)過程中，由于設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的梁體裂紋主要有底板端部倒角裂 紋和吊點(diǎn)孔倒角裂紋。當(dāng)箱梁底板端部倒角筋設(shè)置數(shù)量、位置不滿足要求時(shí)，箱梁底板端部 倒角容易產(chǎn)生沿下倒角的縱向裂紋，有時(shí)裂紋會(huì)發(fā)展到梁端部；另外箱梁底板區(qū)域內(nèi)預(yù)應(yīng)力 與箱梁腹板區(qū)域內(nèi)預(yù)應(yīng)力存在較大差值時(shí)，梁體終張拉完成后，箱梁的底板壓縮量與腹板壓 縮量存在較大差值，在箱梁底板端部倒角位置產(chǎn)生一個(gè)剪切變形，也可導(dǎo)致底板端部倒角裂 紋。另當(dāng)箱梁吊裝孔倒角受力鋼筋設(shè)置數(shù)量偏少、位置不正確時(shí)，梁體在吊運(yùn)過程中易出現(xiàn)沿吊裝孔倒角的縱向裂紋。以上兩種裂紋預(yù)防主要靠增加構(gòu)造筋來預(yù)防。二、裂紋的修補(bǔ)方法檢查混凝土結(jié)構(gòu)裂紋情況，進(jìn)行跟蹤觀測并做好記錄，確定裂紋的類型、寬度、深度， 并對寬度大于等于0.1mm的裂縫進(jìn)行寬度、長度統(tǒng)計(jì)和編號(hào)，繪制裂縫分布圖。組織技術(shù)人 員確定修補(bǔ)方案，一般情況下細(xì)微裂縫可以采用涂膜封閉法修補(bǔ)；大于0. 2mm的裂紋應(yīng)將 裂紋鑿開，進(jìn)行開槽處理，宜采用開槽填補(bǔ)法修補(bǔ)（開槽處應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)無損傷）；另外 對寬度較小的裂紋可以采用低壓注漿法修補(bǔ)。所用材料和配合比由試驗(yàn)室試驗(yàn)確定。預(yù)制箱梁裂紋修補(bǔ)方法參照以下施工流程實(shí)施:裂縫檢查一裂縫表面清理一封縫膠配制 一粘貼注漿嘴一裂縫封閉一注漿膠配制一注漿（同時(shí)進(jìn)行密封檢查）一拆除注漿嘴一表面清