公路桥梁预制箱梁端头裂缝成因及治理技术

刘焕利

中铁九局集团第七工程有限公司 辽宁沈阳 110000

在箱梁预制过程中，预制箱梁端头裂缝的出现是普遍存在的，要避免和减少这种状况，就必须科学分析裂缝出现的原因，并采取科学合理的预防措施，常见的混凝土箱梁裂缝成因主要有沉降收缩、塑性收缩、温度变化、混凝土配比不合理以及养护工作未落实到位等，针对具体施工情境下可能产生的裂缝进行一对一的防治，制定科学的裂缝预防方案．

1 公路桥梁预制箱梁端头裂缝成因

1.1 塑性收缩裂缝

完成浇筑作业后，由于混凝土尚未达到凝固状态，在与空气接触后形成塑性收缩裂缝，与混凝土表面失水过快有关。从发生时间来看，塑性收缩裂缝主要集中在干热天气或是现场风力等级较高的天气，形态方面具有中间宽、两端细长的特点，不同因素作用后的裂缝长度存在差异，最大可达到2-3m。

1.2 沉降收缩裂缝

施工现场地基土质条件欠佳，存在分布不均、稳定性不足、大范围积水等问题，或与施工所用模板刚度偏低等因素有关。沉降收缩裂缝的影响深度较大，通常为贯穿性裂缝，大规模沉降裂缝易伴有较明显的错位现象，因沉降量大导致所产生的缝宽随之加大，主要集中在0．3-0．4mm，温度虽会对其造成影响但程度极为微弱。

1.3 温度裂缝

大体积混凝土施工中更易产生温度裂缝，由于混合料内外部温差存在较明显的差异而导致。结束浇筑作业后，混合料将经过硬化阶段，期间水泥发生水化热现象，受大体积混凝土规模偏大的影响，内部温度聚集且在短时间内难以向外散发，混凝土表面因其与空气接触面积大加之风力等因素的作用而快速降温，由此形成明显的内外部温差，发生热胀冷缩现象后，混凝土表面所具备的拉应力上升至较高的水平，超出材料抗拉强度极限后最终将形成裂缝。

2 治理技术

2.1 严格把控混凝土配比环节

①要提升混凝土配比设计方案的合理性。尽量使用低热水泥，最大限度降低水泥用量，必须确保混凝土配比原材料的质量，尤其是骨料的质量，对于泥土含量偏高的骨料必须进行水洗之后才能使用。②要优化配比的工序，尽量在温度适宜的条件下开展配比工作，在浇筑混凝土之前必须检查各方面的条件是否具备，并严格按照施工程序进行。③必须确保模板结构的科学性，尤其是非连续端底部模板的设计必须合理，这样才能最大限度降低裂缝出现的几率[1]。

2.2 适当采取预防沉降、塑性收缩以及温度变化的措施

对于土质不均匀的地方来说，在进行地基施工的过程中应做好预防不均匀沉降的措施，如夯实土层、采用刚度达标的钢筋等。对于新浇注的预制混凝土箱梁来说，必须对其表面含水量进行实时监测，一旦发现水分散失较大，应及时洒水，这样就能有效预防塑性收缩裂缝的出现。对温度变化的控制是重中之重，当遇到气温较低的情况时，应采用可行的方法对模型进行加热，尽量采用蒸汽加热，确保模型的温度大于或等于10℃。

2.3 施工工艺上的质量控制

（1）波纹管定位筋要准确，箱梁梁端处波纹管定位时应稍向内侧偏移5mm，直线段管道坐标必须严格按照设计图纸进行定位，可制作坐标控制标尺固定在箱梁钢筋胎架上。混凝土浇筑后，张拉宜采用自动化智能张拉设备，预应力张拉必须双控，应力和伸长量同时应在受控范围。

（2）浇筑顺序应由一端浇筑至距离另外一端4-5m时，返回浇筑，避免端头细集料堆积过多的现象。

（3）振捣方式及时间。底腹板混凝土采用以高频振捣器为主，插入式振捣方式为辅组合进行。高频振动器的布置腹板两侧分别对称安装上下两排8个振动器，3个为一组，呈直角三角形分部。

3 公路桥梁预制箱梁施工质量控制策略

3.1 加强施工准备工作

施工时，在钢筋加工厂旁边设置预制梁场，预制梁场分为两个部分：预制箱梁场及预制空心板梁场，预制箱梁场长和宽分别为190m、35m，设作业生产区（规格为110m×35m）、存梁区（规格为110m×35m）。作业生产区需要设置19个台座，按纵向布置，控制相邻两台座之间的距离为5．0m。存梁区需要设置3条存梁埂。预制场需要设置1台大龙门，用于梁体的起吊，1台小龙门，用于浇筑砼、立模和拆模。大龙门及小龙门公用轨道两条[2]。

预制空心板梁场长为152，宽为30m，同样也设置作业生产区（规格为86×30m）、存梁区（规格为66×30m），作业生产区规需设置8个张拉台座，存梁区需设置三条存梁埂。

除了以上内容，在预制场还需要设置喷淋养护系统、养护池以及沉淀池，其中养护池和沉淀池设置的位置为预制场加工区与存梁区之间，预制场需要应用的主管为暗埋式φ50mm橡胶软管，在箱梁台座中间设置水泵开关，应用软管将水从供水支管运输到各梁体位置，设置喷头，相邻喷头的距离为1m。通过箱梁四周的排水沟回收养护水，通过沉淀可以循环利用，保障施工企业经济效益[3]。

3.2 波纹管预埋质量控制

在安装波纹管道的过程中，施工技术人员应该注意，根据波纹管类型控制波纹管道安装质量。不管是正式施工前，还是施工过程中，技术人员都应该仔细的核查钢筋网定位的准确性，确定上一位置，就可以对结构钢筋进行电焊施工处理。

4 结语

预应力箱梁梁端腹板裂缝问题应以预防为主，再好的处理方法也不可能恢复到混凝土原状。作为设计方；针对受拉、受弯应力集中的部位应优化设计，合理布置梁端构造钢筋和张拉预应力管道坐标；作为施工方，必须做好前期预制场筹建、原材料的准备等工作，严把混凝土质量关，尽可能地降低裂缝的产生,通过对裂缝采取有效的处治，使混凝土预制箱梁恢复结构的整体受力特性，进而延续结构的耐久使用。目前很多设计单位也在尝试通过预应力混凝土T梁、钢混组合梁来进行施工。