预应力混凝土空心板桥纵向裂缝原因分析

因为混凝土收缩而产生的。 在环境温度 、 湿度 、 载等 因素 的作 荷
用下 ， 这些微观裂缝就可能发展为 肉眼可见 的宏观裂缝 。因此 可 以说微裂缝的形成是宏观裂缝产生 的充分条件 ， 微裂 的扩展 程度就是材料破损程度的标 志。 １ ． 钢筋 、 ．２ ２ 预应力材料 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足 ， 混凝土保护层受
表 面氧化膜破坏 ， 钢筋 中铁离子与侵入到混凝 土中的氧气和水
分发生锈蚀 反应 ，其锈蚀 物氢氧化铁体积 比原来 增长约２～ ４
倍， 从而对周围混凝 土产生膨胀应力 ， 导致混凝土保护层开裂、
浆质量较难保证 等等 。
１ ． 深狭缝形 式对 整体性能 的影 响 ：３ １
大桥的湿接缝设计采 用深狭缝形式 ， 深铰与窄缝通过 填充 混凝土 ， 传递弯矩作用 较弱 ， 其受力形式基 本符合横 向铰 接板 （ 法的假定。深狭 缝空心板 ， 梁） 其主要的优点是接缝狭 窄 ， 其截
能发生 。由此可见深狭缝 的设计对桥面受力有着不 利的影 响 ， 这也是大桥桥面出现纵 向裂缝 的原 因之一 。
１２ 材 料 方 面 的 原 因 ．
如前所述 ， 导致预应力混凝土空心板梁底产生纵向裂缝的原 因是多方面的， 涉及设 计计算 、 设计的构造配筋 、 施工工艺 、 气候
条件、 ｌ Ｅ 常养护等各个方面 。 下面以某大桥为例 ， 计、 、 从设 材料 施
预应力 混凝土空 心板 桥梁底产 生纵 向裂缝 的原 因是 多方 面 的， 涉及设计计算 、 设计 的构造配筋 、 施工工艺 、 气候条件 、 日 常养护等各个方面 ， 用一个综合考虑各种 因素 的统一模型来分 析 预应 力混凝土空 心板梁桥梁底纵 向开裂 的原 因及 各种 因素 的影 响程度是极其 困难 的。 本文主要对 预应力混凝土空心板梁
道摩阻系数偏大 ； 预应力 钢束单根张拉 的相互影 响； 锚具锚 口 处 应力损失大 ； 扁锚锚下局 部应力很 大 ， 局部 承压及抗裂不满
足的情 况下 ， 空心板梁底板锚下混凝土在张拉过程中有 时会有 裂缝 出现 ； 压浆后孔道 内浆体密实度不 明确 ， 波纹管孔道压 扁
二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面 ，使钢筋周 围混凝土碱度降低 ， 或 由于氯化 物介 入 ， 钢筋周 围氯离子含量 较高 ， 均可引起钢筋
桥梁底纵 向裂缝成 因进行探讨 。
１ 空 心板 桥 开 裂原 因分 析
缝处对应的桥面布设铰缝筋 。在长期 的车辆荷 载反 复作用下 ， 绞缝可能会遭到破损 ， 使空心板横 向失去联 系。桥面在承受荷
载作用时 ， 空心板梁产生较 大变形 ， 桥面铺装在铰缝处 不仅承
受剪切力 ， 还有弯拉作用 。而铺装层 的布筋位 于上部 ， 下部除 了稀疏的铰缝 钢筋 ， 几乎 由桥面混凝土 承受拉应力 。在钢筋网 间距较大的情形下 ， 桥面在企 口位 置沿纵 向开裂 的现象极有可
引起预应力钢筋和普通钢筋 的锈蚀 ， 响结构的耐久Ｊ 影 陛。
小 ； 泥石热膨胀系数大 ， 水 骨料较小 ， 它们之 间的变形不是 自由 的， 相互之间产生约束应 力 ， 种应力引起粘着微 裂和水泥石 这
变裂 。混凝土微裂缝宽度小 于００ ． ｍｍ， ５ 肉眼是不可见 的。 微裂缝是构件制作 和施 工过程 中出现 的早期裂缝 ， 主要是
工、 运营使用等方面分别探讨引起空心板纵 向开裂的原 因。
１１ 设 计 方 面 的 原 因 ．
１ ． 混 凝 土 材 料 ．１ ２
混凝土是弹性模量较高 而抗拉强度较低的材料 ， 按照构造 理论 ， 混凝 土可视为骨料 、 水泥石 、 气体 、 水分等组成 的非均质 材料 ， 在温度 、 湿度 变化条件下 ， 混凝土逐 步硬 化 ， 同时产生体
技 术 与 市 场
第 １＃ ｇ 期２ １年 ８ ￣ Ｓ ０１
技 术 研 发
预 应 力 混凝 土 空 心板 桥 纵 向裂 缝原 因分 析
肖海 涛
（ 马 店 市农 村 公路 管理 处 ， 南 驻 马店 驻 河
摘
４３ ０ ） ６ ０ ０
要 ： 设 计 、 工 、 料 、 营使 用等 方 面 对公 路 空 心 板 底 板 纵 向开 裂 的 原 因进 行 分 析 ， 防止 裂 缝 产 生提 供 了理 论 从 施 材 运 为
１１ 扁锚体 系的应用 ．． ２
在 增大挖空率减 ， 小顶板 、 底板 、 腹板 厚度 的同时 ， 预应力
设计采 用扁锚 、 扁波纹管体系 。随着采用扁锚体 系的后张预应
力 混凝土宽 幅空 心板桥梁结构 在高速公路建设 中得到广泛 的 应用， 因此而带来 的问题也渐渐显现 出来 ： 预应力扁波纹管孔
积变形 。这种变形是 不均匀 的 ： 水泥石收缩较 大 ， 骨料 收缩很
１１１ 底板厚度过薄 ．． 该桥的设计采用宽幅式空心板截 面，这种设计的好处在 于 减少预制梁数 ， 减少施工工期 ， 降低工程造价 。 由于板宽的增加 ， 为了使结构轻 型化 ， 就需要加大截面挖空率。 在设计 中就必须减 薄底板 、腹板 和顶板的厚度 。但这样 的设计对施工精度要求很 高 ， 的疏忽 ， 稍微 都会导致保护层厚度的不足 ， 使碳化速度加快 ，
依ห้องสมุดไป่ตู้ 。
关 键 词 ： 应 力 混凝 土 ； 心 板桥 梁 ； 向裂 缝 预 空 纵
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０ 引 言
对铺装层的受 力有 较大影 响。空心板铰缝间不设钢筋 ， 只在铰
剥离 ， 沿钢筋纵 向产生裂缝 ， 并有锈迹渗到混凝土表面。 随着空心高桥墩 、 大跨度预应力混凝土箱梁桥等一些混凝
土结构的发展 ， 温度应力对混凝 土结 构的影响和危 害 ， 已越来
越 引起 工 程 界 的重 视 。
面挖空率 比深宽缝更高 ， 了结构 自 ， 降低 重 经济性更优 ， 且铰缝