浅析预应力混凝土空心梁板裂缝

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1、浅析预应力混凝土空心梁板裂缝　　摘要：在桥梁建设和使用过程中，因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的现象屡见不鲜。为了进一步加强对预应力混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文通过对横山中桥预应力混凝土空心梁板裂缝产生的原因进行分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。　　关键词：预应力混凝土空心梁板裂缝　　松阳县50省道改建工程建设项目全长公里，全线采用双向四车道一级公路标准，设计速度80Km/h，整体式路基宽度。其中横山中桥，桥孔为3×13m预应力混凝土空心梁板，全桥一联，总长58m。设计荷载：公路

2、Ⅰ级，下部构造为柱式墩、桩基础，桩基为嵌岩桩，桥台为u型桥台，扩大基础。　　横山中桥空心板，为后张法钢绞线预应力混凝土结构，跨径13m，板梁高60cm，宽124cm；空心板的梁顶、底板厚度均为12cm，肋板厚度为23cm；空心板钢绞线选用标准强度fpk=1860Mpa，混凝土强度为C50；　　1先简支后连续梁桥的设计特点　　在简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁状态的常见方法有以下几种：　　1）将主梁内的普通钢筋在墩顶连续。该方法简单易行，缺点是墩顶负弯矩区域常常出现横向裂缝，影响桥梁的持久使用，增加维护费用。　　2）在主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用特殊的

3、连接器进行连接，该方法效果很好，但是施工难度太大。　　3）在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力钢束来实现。该方法简单可行，同时克服了负弯矩处开裂的问题。　　横山中桥跨径13m，采用的第一种设计　　2先简支后连续梁桥的施工工序　　1）先预制空心梁板，待混凝土达到设计强度的90%且满足养护时间后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理空心板梁底板通气孔。　　图1张拉主梁顶板预应力后弯矩图　　2）设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上层简支状态，及时连接桥面钢板及端横隔梁钢筋。　　图2简支状态自重作用下弯矩图　　3）连接连续接头段

4、钢筋，绑扎横梁钢筋，接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，浇筑完成后拆除一联内的临时支座，完成体系转换。　　图3体系转换后顶板弯矩图　　4）现浇调平层混凝土，喷洒防水层，进行护栏、桥面铺装施工及伸缩缝安装。　　图4使用阶段不计预应力弯矩包络图　　根据现场统计，在已预制好的29片梁板中4片出现裂缝，其中边梁1片，中梁3片。裂缝梁的位置基本都在梁跨端附近，在梁板顶面，裂缝多发的位置在箍筋处，裂缝长度长不一，大约10～130cm，缝宽为～1mm，沿截面高度呈上宽下窄状，部分深度在1cm之内，个别多达8cm，距离端部2m范围内。裂缝情况如下所示：　　梁体编

5、号裂缝类型裂缝形式长度cm宽度mm浇筑日期浇筑温度　　1-2非结构裂缝贯通纵缝30～126～127～38℃　　3-13非结构裂缝断续纵缝10～30～25～35℃　　1-4非结构裂缝断续纵缝10～30～26～37℃　　1-9非结构裂缝端部横缝80～25～35℃　　一般来说，裂缝是混凝土结构经常遇到的现象，混凝土裂缝可分两类，即结构裂缝和非结构裂缝。本桥空心板顶板出现的若干条裂缝，对于该裂缝的产生一般是由于结构横向拉应力超过混凝土本身的抗拉强度而导致开裂，而在整个施工过程中，结构并无行车荷载，针对裂缝宽度，高度，深度，及分布区域，结合施工方案和设计图纸以及施工情

6、况综合分析，对该裂缝的产生提出以下几点原因：　　1横山中桥在先简支后连续施工工艺中采用长，间距为10cm直径为25的普通钢筋在墩顶处连续。在空心板达到设计强度的90%以上进行张拉时，由于垂直于预应力钢筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外，端头部分钢筋密集程度很高，在混凝土浇筑工程中很容易由于振捣不充分而导致混凝土不密实，张拉时混凝土强度偏低，以及张拉力超过规定等，都会容易产生横向裂缝。　　2水泥采用虎山，经检验符合规范要求，水泥用量：459kg/m3，坍落度值为100～130mm.设计配合比：水泥：碎石：砂：水：外加剂=1：/：：：。.在混凝土施工时，

7、由于偏于保守，水泥用量超过高限，由于水泥用量的增加使混凝土凝结收缩量大，造成表面裂缝。　　3施工因素。施工不当也会产生裂缝，如安排在高温天气浇筑混凝土等，其裂缝分布部位、方向、出现时间具有一定的规律性。根据施工原始记载，发生裂缝的预应力空心板，浇筑气温均在32℃以上。在如此高的气温条件下，拌和、运输及浇筑由水化热较高的普通硅酸盐水泥配置的混凝土，如不采取降温措施，极易产生外界高温热量向混凝土倒灌的现象，使混凝土温度过高。当混凝土降温收缩时，全部或部分受到台座的约束，在混凝土内部出现很大的拉应力，进而导致严重的降温收缩裂缝。　　4混凝土养生：现场操作往往是等混

8、凝土脱模后才开始养生，空心梁顶面裸露在大气中，夏季气