高速铁路箱梁预制施工裂缝防控技术分析

高速铁路箱梁预制施工裂缝防控技术分
析
摘要：高速铁路建设时预制箱梁较为常见，需要做好研究分析工作，选择合
适的技术方案，有效控制箱梁施工质量。

鉴于此，文中选择高速铁路为着手点，
分析箱梁预制施工裂缝出现的原因，结合实际情况给出做好施工裂缝预防的措施，旨在为类似研究提供借鉴。

关键词：高速铁路；箱梁预制；施工裂缝；防控措施
现阶段，预应力预制梁在施工过程中出现裂缝问题已经十分常见，其中一部
分产生在张拉前，而一部分产生在张拉后。

尤其是在张拉前产生的裂缝，其产生
的原因会受到多方面因素的影响，总体上也呈现出了较强的复杂性。

在这样的情
况下，为进一步提升市政工程施工质量，有必要加强对预制箱梁施工裂缝产生原
因的探究。

1、预制箱梁施工裂缝分析
在实际应用的过程中，预制箱梁具备着生产工艺简便、出产成品效率高以及
力学性能优良等优势，因此也在市政工程项目当中得到了十分广泛的应用。

然而
随着此类工程项目的大量修建，其结构本身存在的缺陷和薄弱环节也逐步暴露出来，其中最为突出的就是裂缝问题。

一旦在工程过程中出现混凝土裂缝将显著加
剧混凝土渗水以及冻胀的危害，这不仅会降低钢筋混凝土材料的承载能力与抗渗
能力，还会直接减少箱梁的使用寿命，对最终的工程质量也将会产生十分不利的
影响。

在此基础上，在进行裂缝防治的时候也应加强对实际工程情况的考量，同时
以预制箱梁裂缝发育机理以及相应的抑制技术为基础采取综合性的裂缝抑制措施，进而获得良好的防治效果。

结合现阶段的工程实际来看，常见的裂缝类型主要包
括以下几方面：第一是腹板竖向裂缝，这种裂缝主要产生在腹板内外部，同时主
要产生在箱梁预制初期；第二是翼缘板横向裂缝，这种主要是腹板裂缝的延伸，因此在没有出现腹板裂缝的时候，此种裂缝也较为短小；第三是梁端底板纵向裂缝，这种裂缝主要发生于腹板纵向预应力筋张拉以后；第四种是桥面板龟裂，这种裂缝的现状与走向都没有什么具体规律，同时长度和深度也比较小。

2、预制箱梁施工裂缝的产生原因
2.1收缩裂缝
收缩裂缝产生的主要是混凝土成型后养护不当所引发，由于没有合理的养护手段，因此在后期也大大提升了出现表面裂缝的可能性。

总体来说，收缩裂缝主要可以分为干缩裂缝和自收缩裂缝，其中干缩裂缝产生的原因主要是在混凝土施工完成以后由于表面水分散失过快，而引发了混凝土外表面与内部产生了不均匀收缩的状态，进而引发了混凝土表面出现开裂的问题。

由此也可以进一步得出，干缩裂缝的生成是具有表面性的，同时也并没有实质性的规律，往往是在混凝土养护的一段时间以后，在其表面或侧面出现
0.05mm～0.2mm之间的裂缝，其后的发展趋势也主要是受到温度与湿度变化的影响；而自收缩裂缝产生的主要原因是水泥水化作用而引起的体积减小，相较于前者其收缩的范围最多只能达到1/10～1/5，因此也可以将其考虑到温度收缩的范围内。

2.2水化热裂缝
水化热裂缝的产生主要是受到温度及温差的影响，多数情况下发生在预制箱梁施工的过程中，同时裂缝的宽度与形态在很大程度上也会受到温度的影响，一般来说冬季气温较低的时候裂缝的宽度较大，而夏季气温较高的时候裂缝宽度也比较窄，同时其走向与形状没有规律性。

在不同裂缝当中，深进和贯穿的温度裂缝对混凝土的破坏是较为严重的，一般来说其宽度都在0.5mm以下。

与此同时，混凝土在成型以后，在其硬化过程中也会产生大量的水化热，由于箱梁总体的体积较大，因此在释放出水化热的时候并不能及时地散失，而是聚
集在混凝土内部，进而将会导致混凝土内部温度急剧上升，结构内外也会出现较
大的温差。

2.3预应力施工
预应力一个是前期的管道定位，另一个是混凝土的强度。

预制箱梁腹板厚度
较薄，波纹管和锚垫板位置定位不准确，导致施加预应力后，腹板受力不均为，
回沿波纹管方向产生裂缝，混凝土收缩受力，使裂缝发展，慢慢会变成裂缝，影
响梁板的使用寿命。

技术规范对后张法要求为：结构或构件混凝土的强度、弹性模量（龄期）应
符合设计规定：设计未规定时，混凝土的强度应不低于设计轻度等级的80%，弹
性模量应不低于混凝土28天弹性模量的80%，当采用混凝土龄期代替弹性模量的
控制时应不小于5天，而在实际施工的过程中，受场地和工期影响，往往会不重
视弹性模量（龄期）。

3、高速铁路箱梁预制施工裂缝防控技术
3.1 浇筑时段选择
需要根据施工现场情况选择合适的浇筑时间。

如当工地昼夜平均气温高于30℃时，尽量避开中午等高温时间，选择在低温
下或者晚上进行混凝土的浇筑。

尽量避开在雨天进行梁体混凝土的灌注施工，雨
天施工时须增加骨料含水率的测定频次，及时调整施工配合比。

浇筑过程中如遇
降雨应采用50t龙门吊吊装雨棚至浇筑台位上进行整体覆盖，防止雨水冲刷梁面。

3.2 分层分段浇筑
梁体混凝土采用水平分层、斜向分段的浇筑方法，按照底板与腹板承托范围
及下腹板→底板部位→上腹板→顶板的浇筑顺序进行，各工序间衔接紧密、在纵
向上阶梯向前推进、由低向高连续浇筑、一次成型的方式浇筑混凝土。

混凝土浇筑工艺坡度在30~45°之间，具体斜度大小根据现场混凝土坍落度试验确定。

浇筑过程中每层厚度不超过30㎝，斜向分段长度为8m，前后两层混凝土浇筑的时间间隔控制在1h以内。

3.3 浇筑顺序及速度
每榀箱梁梁体由2台布料机负责布料浇筑，分别布置在距离梁体两端各¼跨处，要求浇筑过程中严格控制布料速度；箱梁横向对称均衡布料，防止箱梁两侧混凝土浇筑面高程相差过大、造成内模受到不平衡力产生偏移等不良后果。

图1
首先，混凝土通过腹板灌注底板与腹板承托范围及下腹板范围，即①③④⑤区域，灌注过程中主要采用插入式振捣器进行混凝土的振捣，侧部采用高频振捣器辅助振捣；然后通过内模顶板预留的天窗进行混凝土下料，灌注底板部位，即②区域，期间主要采用插入式振捣器进行混凝土的振捣；底板灌注完毕后，关闭内模天窗的下灰孔，灌注上腹板，即⑥⑦区域内的混凝土，期间主要采用插入式振捣器进行混凝土的振捣，侧部采用高频振捣器辅助振捣；随后再灌注桥面翼板和顶板范围，即⑧⑨区域，期间主要采用插入式振捣器进行振捣和高速提浆整平机进行整平。

在进行腹板①③④⑤⑥⑦区域浇筑时，每一段斜向循环连续浇筑，直至浇筑到腹、顶板交界高程位置，再转入下一段梁体混凝土的浇筑。

混凝土灌注顺序见图１。

在梁体混凝土浇筑过程中，两台布料机均从梁体一端开始灌注，分别向另一
端推进，当灌注至距离另一梁端6~8m时，调整为从梁端向跨中方向灌注，以便
于及时将浮浆挤出桥面。

整个浇筑过程中严格按照连续灌注、整平、收面、覆盖
养护等工序紧密衔接的施工。

3.4 振捣方式
梁体混凝土浇筑采用插入式振捣＋附着式振动的施工工艺，主要采用插入式
振捣器振捣，辅助采用附着式振动器，确保混凝土充分振捣密实。

插入式振捣器
采用垂直点方式振捣，插入点之间间隔1.5倍作业半径，以确保振捣范围相互重叠，不发生漏振现象，在深度上要求振捣时振捣器插入到下层混凝土中5~10㎝，以避免前后两层混凝土之间产生接缝。

要求现场作业人员掌握好每一插点的振捣
时间，时间过短时不易将混凝土振捣密实，时间过长时会使混凝土产生离析。

一
般插入式振捣器每点的振捣时间在２０～３０ｓ之间，具体根据现场混凝土的和
易性适当调整，附着式振动器每次振动的持续时间为６～８ｓ。

结语
综上所述，在实际工程施工过程中，预应力预制梁产生裂缝现象已经成为限
制施工水平提升的最关键因素之一，因此需要对其产生的具体原因加以探究。

结
合实际情况来看，预应力预制梁产生裂缝的原因主要包括温差因素、砼浇注时间、施工工艺、养护手段等，而在施工之前有必要针对这部分因素制定具体的防护措施。

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