混凝土箱梁常见裂缝原因分析

混凝土箱梁常见裂缝原因分析

混凝土箱梁因能同时抵抗较大的正、负弯矩，抗扭能力大，较好的整体性和连续性而被广泛采用。多应用于连续梁和悬臂梁等体系的大跨径桥梁。箱梁截面由顶板、底板、腹板等部分组成。顶板和底板是结构承受正、负弯矩的主要部件，腹板主要承受截面剪应力和主拉应力。随着运营时间的增长，混凝土箱梁出现了越来越多的病害，特别是裂缝的日渐增多，严重影响桥梁的安全使用。以下就对混凝土箱梁常见裂缝及形成的原因进行分析和总结。

根据混凝土箱梁常见裂缝发生的位置，混凝土箱梁常见裂缝主要可以分为以下几种：

一、腹板斜裂缝

混凝土箱梁腹板斜裂缝常出现在边跨梁端附近区域、中跨梁在墩支座中心线与反弯点之间的区域，部分斜裂缝往往与底板的横向裂缝相连。在中跨梁体上，腹板斜裂缝在跨间两边对称出现。其产生主要有以下原因：

1、箱梁截面高度和腹板厚度尺寸偏小，不能满足混凝土抗裂要求；

2、在边跨梁端附近梁段，剪力较大，同时还存在弯距作用，剪应力与弯曲应力的共同作用；

3、预应力混凝土箱梁底板中钢束锚固的齿板与顶板钢束锚固齿板之间在梁的水平方向错开不足；

4、在预应力混凝土箱梁截面设置的竖向预应力筋，由于梁高较小，竖向预应力筋的长度不大，使得长度较短的高强精轧螺纹钢筋有效预应力较低，达不到设计要求的竖向预应力作用；

5、在预应力钢束锚固的齿板后的箱梁底板上，由于非预应力钢筋数量不足或布置不合理，造成底板产生横向裂缝，并向腹板扩展产生腹板斜裂缝；

6、箱梁纵向预应力钢束的波纹管走形，漏浆等施工问题，造成有效预应力达不到设计要求，导致产生混凝土裂缝。

二、腹板弯曲裂缝

腹板弯曲裂缝一般出现在跨中、墩顶部位及箱梁节段的接缝内或接缝附近，由箱梁底边缘向上延伸的竖向弯曲裂缝，比较常见的是位于跨中附近。往往还伴随着箱梁底板横向裂缝。该种裂缝产生原因主要有三个方面：

1、车辆等荷载作用的原因；

2、施工原因造成箱梁纵向预应力不足或预应力损失过大的原因；

3、墩（台）基础的不均匀沉降差过大的原因。

三、腹板竖向裂缝

腹板竖向裂缝一般沿箱梁跨径方向分布，在箱梁跨中部位间距较小，而在其他部位间距较大。该类型的裂缝主要是由于箱梁混凝土的收缩产生。

四、底板横向裂缝

箱梁底板横向裂缝主要出现在跨中、节段施工的箱梁相邻节段之间的接缝附近、箱梁底板齿块后方区域等位置。常常伴随腹板斜竖向裂缝。其主要产生的原因有：

1、车辆等荷载作用，即为使用阶段正弯矩作用产生；

2、箱梁混凝土温度收缩变形产生；

3、由于预应力钢束孔道不直，在预应力钢束的径向力作用下产生；

4、预应力施加后，在混凝土齿块后的底板产生较大的拉应力，如果齿块后底板非预应力钢筋数量不足或布置不合理，就易在齿块后的底板出现横向裂缝。

五、底板纵向裂缝

底板纵向裂缝一般多出现在混凝土箱梁正弯矩作用区段，也会出现在箱梁底板齿块附近，产生原因如下：

1、设计上没有进行箱梁横向受力计算，底板内横向受力钢筋配置不足；

2、由于预应力钢束及管道不直，在预应力的作用下，预应力钢筋束向下移动而引起的底板纵向裂缝；

3、预应力钢束锚固位置的齿板附近，在预应力的作用下产生底板略呈外斜的纵向裂缝；

4、由于箱梁底板的曲线形的预应力束作用，将对底板混凝土产生向下的径向荷载作用而引起底板纵向裂缝。

六、顶板纵向裂缝

箱梁顶板纵向裂缝一般有两种情况，一种是长度较长，往往在箱梁的跨中和接近支座部位的箱梁区段，另一种是分布在箱梁的节段分界线之间，一般延伸不超过另一个节段接缝。产生原因主要有：

1、在底板沿预应力束方向的纵向裂缝，可能是由于预应力钢束不直引起；

2、箱梁顶板宽度较大，横向配筋或实际横向预应力不足，在车辆荷载作用下产生的裂缝；

3、日照辐射作用，即温度梯度作用产生，特别在跨中区域易出现纵向裂缝。

混凝土箱梁裂缝有各种类型，同时产生是多方面因素的共同作用，比如设计、施工、使用、养护、材料、环境、外力等等，而且这些因素相互联系，相互影响，很难分清先后和主次。以上仅对混凝土箱梁的常见裂缝进行分析。

混凝土箱梁从设计到使用寿命终结，任何一个环节出现问题，都可能造成裂缝的出现。因此，要求在设计阶段保证结构受力的合理性，确保在桥梁施工和使用阶段不会由于配筋不合理，截面强度不足等原因产生各类结构裂缝；桥梁施工人员要严格按施工流程、操作规范进行施工作业，保证桥梁的施工质量；在使用阶段，应加强对桥梁的养护管理工作，避免超载现象，保证桥梁的良好工作状态。通过对桥梁各个阶段的严格控制，才能尽量减少混凝土箱梁裂缝的出现，保证混凝土箱梁的正常使用。