预应力混凝土连续箱梁裂缝产生的原因分析及预防
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１１１ 工 设 备 ．．施
计条件进行全 面分析 验算 。其 次 ． 在施 工时也要严格规范施工工艺 和 施 工质 量 。
２１ 载 裂缝 ห้องสมุดไป่ตู้ ．荷
应该 采取合理 的计算 模型 、 限制施工机 具的堆放 、 限制超过设计 荷 载的重型车辆 过桥 等方 法避免结构产生荷载裂缝。 ２２温 度 裂缝 ． 为预防混凝土裂缝 ，应合理安排混凝土浇筑顺序及浇筑 速度 ． 在 混凝土浇筑过 程中降低部分温差。夏季施工时骨料要洒水降 温 ， 冬季 施 工 时 混凝 土 表 面应 覆 盖保 温
◇交通与路建◇
科 技 圈向导
２１年第 １期 ０１ ８
预应 力混凝土连续 箱梁裂缝产生 的原 因分析及预 防
王 德娥 孙 涛 ２ （． 东 省公 路桥 梁 建 设 有 限 公 司 山东 济 南 ２ ０ ２ ； １山 ５ ０ ３ ２随 州 市 公 路 管 理 处 湖 北 随 州 ４ １ ０ ． ４ ３ ０）
观还是结构性 能方面都是有 害的。如何提 高其设计和施工质量 ， 是桥 梁建设者共 同关心的主题 。 【 关键词 】 预应 力； 连续箱 梁； 裂缝 混凝土箱梁受某种 因素甚 至多种 因素相 互影响 ， 导致裂缝 产生的 原 因有 多 种 ： 凝 土混 合 比 、 凝 土振 捣 质量 、 度 变 化 、 护 层 厚 度 、 混 混 温 保
裂缝 （ 的） 大 。大量工程实例及理论分析表 明 ， 乎所有混凝土 结构均 几 是带裂缝工作 的。为 了保证混凝 土结构 的正 常使 用 ． 国公路 、 我 铁路 、 建筑 、 水利等部 门设计规范均采用 限制构件 裂缝宽度 的设计规 定和方 法． 只要设计 中认真执行这些规定就 能保证构件使用 的安全度 另一类裂缝是 由结构变形弓 起 的． 为非结 构性 裂缝或变形裂缝。 ｛ 称 上述二类裂缝 中变形 裂缝 约占 ８ ％． ０ 引起该类裂缝产生 的原因非 常多， 主要原 因归纳 为施工 、 客观环境 及人为等不利影响因素 。 】１ 工 方 面主 要 影 响 因素 ．施
一
计 阶段结合工程实 际及施工条件等情况 ，按设 计规范荷载组合情 况 ， 保证 工程质量 的关 键 ．防止人 为因素 引起 的不合理 的施 工工艺和方 以及超 越客观现实的盲 目施工等不 良现象发生至关重要 建立 正确计 算模型 ． 进行 详细 内力 分析做到 不少算不漏算 ． 使结构 截 法 ． 面尺寸和构造合理 、 配筋 适 当． 各个阶段受 力满足设计 规范规定 的强 ２主要裂缝的预防措施 ． 度、 刚度 及稳 定性要求 ， 可避 免少发 生裂缝 （ 的） 小 或不 发生危害性 的 防止 预应力混凝 土箱梁结 构产生 的关键 是在设计 时结 合具体设
加应 力。 １１２ 工 材 料 质 量 ．．施
２４地 基 基 础 变 形 引起 的 裂缝 ．
为预 防地 基基础变形 裂缝 的措施 主要有基 础处理 ．科学设计 支 配置混凝土所用 的水泥 、 、 砂 石骨料 、 及外加 剂质量不合 格 ， 水 杂 架 ． 对支架进行全 面积预 压以消除非 弹性变形 ： 混凝土 中减水 剂 以 在 质含量超标 ， 水泥过 期等引起 的不 良化 学反应 ． 使混凝土抗 拉强度 减少混凝土泌水 ． 致 确保混凝 土保护层 厚度 ， 混凝 土施 工时进行二 次抹 下降 另外钢筋锈蚀使钢筋有效 面积减小 导致结构承载力下降也会产 面 ： 以及浇筑前将基层和模板充分浇水湿透等 生 裂缝 。 ２５ 筋 锈蚀 及 受 力 钢 筋 引 起 的 裂 缝 ．钢 １１３ 工 质 量 控 制 不 严 格 ．＿施 防止钢筋锈蚀 ， 设计 时应 根据规范要 求控制 裂缝 宽度 ． 采用 足够 混凝 土配合 比失控 ， 导致水 、 石骨料 、 砂 水泥用量 不准确 ， 或水灰 的保护层厚度 ： 施工时应控制混凝土的水灰 比， 加强振捣 ， 大限度的 最 比过大 ，坍落度控制 不好都会 造成混泥 土强度 不 足和材料性 能的变 保证混凝土 自身密实 、 完好 ， 保持高碱度和防止有害离子入侵 ： 同时严 化。 格 控制 含氯盐 的外加 剂用量 ．沿海 地区或其他存在腐蚀性强 的空气 、 １１ ．． 工 方 法 ４施 地下水地区尤其应慎重 。另外 ， 合理布置受力钢筋 （ 或预应力 筋 ） 以及 如 混凝 土拌 合 时 间 过 短 ， 响 混 凝 土 均 匀 性 ； 筑 中 布 料 不 均 匀 ， 构 造 钢 筋 ， 易 出现 裂 缝 的部 位 ． 过 施 工 过 程 的严 格 质 量 控 制 ． 可 影 浇 对 通 尽 浇 筑后 骨 料 下 沉 及 表 面 水 分蒸 发 ． 凝 固 过 程 中收 缩 而产 生 的 于 缩 裂 能 的 避 免 出 现 裂 缝 或 减 少 裂 缝 的 数 量 、 度 和 宽 度 。 在 长 缝： 混凝 土振捣不均匀发 生漏振 、 振 ； 过 混凝 土分部 、 层浇筑接 头处 分 ２６ 胀 引起 的 裂缝 ．冻 处理不 当， 新老混凝土结合不 紧密等 冬 季施工时 ， 采用 电气加热 法 、 暖棚法 、 地下蓄热发 、 蒸汽加热 法 １１ ．． 工 １＝ ５施 艺 养 护以及在混 凝土拌合水中掺人防冻剂（ 但氯盐不宜使用 ）可保证 混 ． 预 应 力 张 拉 时 间 过 早 ． 拉 时 虽 然 强 度 满 足 要 求 ． 因 混 凝 土 龄 凝 土在 低 温或 负 温 条 件 下 硬 化 张 但 期短 、 弹性模量未同步增长而影响后期变化 。 另外结构浇筑 、 件的制 构 ３常 用 的 裂 缝 处 理 措 施 ． 作、 拆模 的 日期 、 运输 、 堆放 、 拼装及 吊装过程 中施 工工艺 不合理也会 用环氧树脂配 固化剂 、 丙酮 １０５０２ ：．：．５的配合 比进行修补 。将 裂 降低施工质量而产生纵 、 、 横 斜方 向的裂缝 。 缝周 围 ５ 厘米 内的混凝 土用 钢刷刷 干净 ， 精清洗 （ 用酒 下转第 ２ ９页 ） ２
【 摘 要】 预应 力混凝 土连 续梁以其整体性好 、 大跨 度 ， 少 面伸缩缝个数使行车 变得舒适 ， 减 桥 而在 高速公路和城 市快捷路 工程 中得 到广泛
应 用 现 在 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 一 般 均 按 照 全 预 应 力 结构 设 计 （ 为预 应 力 Ａ 类 构 建 ） 在 结 构 上 不 允 许 出现 裂 缝 。 即 ， 一旦 出现 裂 缝 ， 论从 美 无
１１ ．． 护 ６养
混凝土是一 种脆 性材料 ． 抗拉强度 较低 ． 混凝 土浇筑后如 没有 采
钢筋锈蚀 等等 ， 混凝 土 预应 力 超 过允 许值 而 产 生 的裂 缝 也 是 工 程 实 践 取有效 的措施 ． 降低混凝 土内外部温差 或采取养护措施 不 当， 混凝 使
中普遍存在 的现象 ． 工程 的“ 是 常见病 ” 多发病” 和“ 。裂缝 发生情况多 土产生温度收缩裂缝 ； 养护不周 时干时湿 ， 表面干缩变化也导 致裂缝
模板 、 支架 、 浇挂篮及移 动模架 等设备 构件结构不合理 ． 悬 构件强 ２３收缩 裂缝 ． 度、 刚度及稳定性不符合 要求引起 结构 的变 形 ： 基础 发生不均 匀沉降 为预防收缩裂缝 ． 应加强早期混凝土养护 以降低混凝 图中水分 蒸 或水平方 向位移 ： 预压不 符合 规定等都会加大结构 的主应 力及附 发速度 ， 支架 方法是在结构外露面覆盖麻袋 、 海绵 ． 然后进行浇水养护。
因此 施 工 中要 最 大 限度 的降 低 温 差 和 减 少 收 缩 。 种多样 ． 表现形式 比较复杂 ． 常见裂缝有 沿箱梁腹板两侧 竖向或斜 ４ 的 产 生 ． ５ 度方向的 ． 有沿翼缘板底部或悬臂板端部纵 向的， 有沿 顶 、 底板预应力 １ ． 境 影 响 因素 ２环 束反方 向的或发 生在腹板与顶 、 底板交 接处 以及齿 板或横 隔板 （ 洞 空 首先冬季施工温度低于零度时 ． 吸水饱 和的混凝 土出现冰冻产生 膨胀应力 ． 其是初凝时受冻 的混凝 土 ． 尤 强度损 失可达 到 ３ — ０ 预 ０ ５ ％： 周同 ） 某些局部位置的裂缝等 应力孔道压浆后若不采取保温措施也会产生沿管道方 向的冻胀裂缝 。 １裂 缝 的 种 类 ． 其次 凝 土产生 温度 应力 除设 计应考虑配 置足够温度 应力钢筋 昆 裂 缝 表 现 形 式 虽 然 很 多 ． 从 发 生 的 性 质 判 别 ， 本 归 属 可 分 为 但 基 外 ． 工时应尽量选择温度低 （ 、 ） 施 早 晚 时段 浇 筑 。 二类 ： １ ． 为 影 响 因素 ３人 类是 由于外荷载引起的受力裂缝或称为结构裂 缝 ． 它是 由于结 加强施工管理 ．严格梭技术规范要求 的施 工程序和方 法施工 ． 是 构承载能力不足及设计 上处在的疏忽产生 的 对于这种裂缝 只要在设
计条件进行全 面分析 验算 。其 次 ． 在施 工时也要严格规范施工工艺 和 施 工质 量 。
２１ 载 裂缝 ห้องสมุดไป่ตู้ ．荷
应该 采取合理 的计算 模型 、 限制施工机 具的堆放 、 限制超过设计 荷 载的重型车辆 过桥 等方 法避免结构产生荷载裂缝。 ２２温 度 裂缝 ． 为预防混凝土裂缝 ，应合理安排混凝土浇筑顺序及浇筑 速度 ． 在 混凝土浇筑过 程中降低部分温差。夏季施工时骨料要洒水降 温 ， 冬季 施 工 时 混凝 土 表 面应 覆 盖保 温
◇交通与路建◇
科 技 圈向导
２１年第 １期 ０１ ８
预应 力混凝土连续 箱梁裂缝产生 的原 因分析及预 防
王 德娥 孙 涛 ２ （． 东 省公 路桥 梁 建 设 有 限 公 司 山东 济 南 ２ ０ ２ ； １山 ５ ０ ３ ２随 州 市 公 路 管 理 处 湖 北 随 州 ４ １ ０ ． ４ ３ ０）
观还是结构性 能方面都是有 害的。如何提 高其设计和施工质量 ， 是桥 梁建设者共 同关心的主题 。 【 关键词 】 预应 力； 连续箱 梁； 裂缝 混凝土箱梁受某种 因素甚 至多种 因素相 互影响 ， 导致裂缝 产生的 原 因有 多 种 ： 凝 土混 合 比 、 凝 土振 捣 质量 、 度 变 化 、 护 层 厚 度 、 混 混 温 保
裂缝 （ 的） 大 。大量工程实例及理论分析表 明 ， 乎所有混凝土 结构均 几 是带裂缝工作 的。为 了保证混凝 土结构 的正 常使 用 ． 国公路 、 我 铁路 、 建筑 、 水利等部 门设计规范均采用 限制构件 裂缝宽度 的设计规 定和方 法． 只要设计 中认真执行这些规定就 能保证构件使用 的安全度 另一类裂缝是 由结构变形弓 起 的． 为非结 构性 裂缝或变形裂缝。 ｛ 称 上述二类裂缝 中变形 裂缝 约占 ８ ％． ０ 引起该类裂缝产生 的原因非 常多， 主要原 因归纳 为施工 、 客观环境 及人为等不利影响因素 。 】１ 工 方 面主 要 影 响 因素 ．施
一
计 阶段结合工程实 际及施工条件等情况 ，按设 计规范荷载组合情 况 ， 保证 工程质量 的关 键 ．防止人 为因素 引起 的不合理 的施 工工艺和方 以及超 越客观现实的盲 目施工等不 良现象发生至关重要 建立 正确计 算模型 ． 进行 详细 内力 分析做到 不少算不漏算 ． 使结构 截 法 ． 面尺寸和构造合理 、 配筋 适 当． 各个阶段受 力满足设计 规范规定 的强 ２主要裂缝的预防措施 ． 度、 刚度 及稳 定性要求 ， 可避 免少发 生裂缝 （ 的） 小 或不 发生危害性 的 防止 预应力混凝 土箱梁结 构产生 的关键 是在设计 时结 合具体设
加应 力。 １１２ 工 材 料 质 量 ．．施
２４地 基 基 础 变 形 引起 的 裂缝 ．
为预 防地 基基础变形 裂缝 的措施 主要有基 础处理 ．科学设计 支 配置混凝土所用 的水泥 、 、 砂 石骨料 、 及外加 剂质量不合 格 ， 水 杂 架 ． 对支架进行全 面积预 压以消除非 弹性变形 ： 混凝土 中减水 剂 以 在 质含量超标 ， 水泥过 期等引起 的不 良化 学反应 ． 使混凝土抗 拉强度 减少混凝土泌水 ． 致 确保混凝 土保护层 厚度 ， 混凝 土施 工时进行二 次抹 下降 另外钢筋锈蚀使钢筋有效 面积减小 导致结构承载力下降也会产 面 ： 以及浇筑前将基层和模板充分浇水湿透等 生 裂缝 。 ２５ 筋 锈蚀 及 受 力 钢 筋 引 起 的 裂 缝 ．钢 １１３ 工 质 量 控 制 不 严 格 ．＿施 防止钢筋锈蚀 ， 设计 时应 根据规范要 求控制 裂缝 宽度 ． 采用 足够 混凝 土配合 比失控 ， 导致水 、 石骨料 、 砂 水泥用量 不准确 ， 或水灰 的保护层厚度 ： 施工时应控制混凝土的水灰 比， 加强振捣 ， 大限度的 最 比过大 ，坍落度控制 不好都会 造成混泥 土强度 不 足和材料性 能的变 保证混凝土 自身密实 、 完好 ， 保持高碱度和防止有害离子入侵 ： 同时严 化。 格 控制 含氯盐 的外加 剂用量 ．沿海 地区或其他存在腐蚀性强 的空气 、 １１ ．． 工 方 法 ４施 地下水地区尤其应慎重 。另外 ， 合理布置受力钢筋 （ 或预应力 筋 ） 以及 如 混凝 土拌 合 时 间 过 短 ， 响 混 凝 土 均 匀 性 ； 筑 中 布 料 不 均 匀 ， 构 造 钢 筋 ， 易 出现 裂 缝 的部 位 ． 过 施 工 过 程 的严 格 质 量 控 制 ． 可 影 浇 对 通 尽 浇 筑后 骨 料 下 沉 及 表 面 水 分蒸 发 ． 凝 固 过 程 中收 缩 而产 生 的 于 缩 裂 能 的 避 免 出 现 裂 缝 或 减 少 裂 缝 的 数 量 、 度 和 宽 度 。 在 长 缝： 混凝 土振捣不均匀发 生漏振 、 振 ； 过 混凝 土分部 、 层浇筑接 头处 分 ２６ 胀 引起 的 裂缝 ．冻 处理不 当， 新老混凝土结合不 紧密等 冬 季施工时 ， 采用 电气加热 法 、 暖棚法 、 地下蓄热发 、 蒸汽加热 法 １１ ．． 工 １＝ ５施 艺 养 护以及在混 凝土拌合水中掺人防冻剂（ 但氯盐不宜使用 ）可保证 混 ． 预 应 力 张 拉 时 间 过 早 ． 拉 时 虽 然 强 度 满 足 要 求 ． 因 混 凝 土 龄 凝 土在 低 温或 负 温 条 件 下 硬 化 张 但 期短 、 弹性模量未同步增长而影响后期变化 。 另外结构浇筑 、 件的制 构 ３常 用 的 裂 缝 处 理 措 施 ． 作、 拆模 的 日期 、 运输 、 堆放 、 拼装及 吊装过程 中施 工工艺 不合理也会 用环氧树脂配 固化剂 、 丙酮 １０５０２ ：．：．５的配合 比进行修补 。将 裂 降低施工质量而产生纵 、 、 横 斜方 向的裂缝 。 缝周 围 ５ 厘米 内的混凝 土用 钢刷刷 干净 ， 精清洗 （ 用酒 下转第 ２ ９页 ） ２
【 摘 要】 预应 力混凝 土连 续梁以其整体性好 、 大跨 度 ， 少 面伸缩缝个数使行车 变得舒适 ， 减 桥 而在 高速公路和城 市快捷路 工程 中得 到广泛
应 用 现 在 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 一 般 均 按 照 全 预 应 力 结构 设 计 （ 为预 应 力 Ａ 类 构 建 ） 在 结 构 上 不 允 许 出现 裂 缝 。 即 ， 一旦 出现 裂 缝 ， 论从 美 无
１１ ．． 护 ６养
混凝土是一 种脆 性材料 ． 抗拉强度 较低 ． 混凝 土浇筑后如 没有 采
钢筋锈蚀 等等 ， 混凝 土 预应 力 超 过允 许值 而 产 生 的裂 缝 也 是 工 程 实 践 取有效 的措施 ． 降低混凝 土内外部温差 或采取养护措施 不 当， 混凝 使
中普遍存在 的现象 ． 工程 的“ 是 常见病 ” 多发病” 和“ 。裂缝 发生情况多 土产生温度收缩裂缝 ； 养护不周 时干时湿 ， 表面干缩变化也导 致裂缝
模板 、 支架 、 浇挂篮及移 动模架 等设备 构件结构不合理 ． 悬 构件强 ２３收缩 裂缝 ． 度、 刚度及稳定性不符合 要求引起 结构 的变 形 ： 基础 发生不均 匀沉降 为预防收缩裂缝 ． 应加强早期混凝土养护 以降低混凝 图中水分 蒸 或水平方 向位移 ： 预压不 符合 规定等都会加大结构 的主应 力及附 发速度 ， 支架 方法是在结构外露面覆盖麻袋 、 海绵 ． 然后进行浇水养护。
因此 施 工 中要 最 大 限度 的降 低 温 差 和 减 少 收 缩 。 种多样 ． 表现形式 比较复杂 ． 常见裂缝有 沿箱梁腹板两侧 竖向或斜 ４ 的 产 生 ． ５ 度方向的 ． 有沿翼缘板底部或悬臂板端部纵 向的， 有沿 顶 、 底板预应力 １ ． 境 影 响 因素 ２环 束反方 向的或发 生在腹板与顶 、 底板交 接处 以及齿 板或横 隔板 （ 洞 空 首先冬季施工温度低于零度时 ． 吸水饱 和的混凝 土出现冰冻产生 膨胀应力 ． 其是初凝时受冻 的混凝 土 ． 尤 强度损 失可达 到 ３ — ０ 预 ０ ５ ％： 周同 ） 某些局部位置的裂缝等 应力孔道压浆后若不采取保温措施也会产生沿管道方 向的冻胀裂缝 。 １裂 缝 的 种 类 ． 其次 凝 土产生 温度 应力 除设 计应考虑配 置足够温度 应力钢筋 昆 裂 缝 表 现 形 式 虽 然 很 多 ． 从 发 生 的 性 质 判 别 ， 本 归 属 可 分 为 但 基 外 ． 工时应尽量选择温度低 （ 、 ） 施 早 晚 时段 浇 筑 。 二类 ： １ ． 为 影 响 因素 ３人 类是 由于外荷载引起的受力裂缝或称为结构裂 缝 ． 它是 由于结 加强施工管理 ．严格梭技术规范要求 的施 工程序和方 法施工 ． 是 构承载能力不足及设计 上处在的疏忽产生 的 对于这种裂缝 只要在设