摘要：近年來，預應力混凝土空心梁板公路、市政橋梁及工業(yè)與民用建筑中得到廣泛運用。但在預應力混凝土空心板梁施工過程中容易出現裂縫，給橋梁的使用壽命造成影響，同時帶來安全隱患。本文對預應力空心板梁裂縫的成因進行分析，并且提出一些預防控制措施。
　　關鍵詞：預應力空心板梁，裂縫，成因，控制
　　
　　近年來，預應力混凝土空心梁板公路、市政橋梁及工業(yè)與民用建筑中得到廣泛運用。但在預應力混凝土空心板梁施工過程中容易出現裂縫，給橋梁的使用壽命造成影響，同時帶來安全隱患。本文對預應力空心板梁裂縫的成因進行分析，并且提出一些預防控制措施。
　　一、預應力混凝土板梁裂縫成因分析
　　1、設計方面
　　（1）主要受力鋼筋數量不足。設計或施工時預應力鋼筋不足，鋼索線形布置有誤差，致使受拉區(qū)變形過大，混凝土拉應力超過其抗拉強度而產生裂縫。
　　（2）混凝土配比不合理。預應力板梁混凝土設計標號較高，20m跨徑以上約為50號，10m、13m和16m跨徑為40號較好。在混凝土配比設計時，一般施工人員偏于保守，水泥用量超過高限，特別是在新的混凝土評定標準提高后，其水泥用量較以前增加了5%左右，由于水泥用量的增加使混凝土凝結縮量大，造成表面產生裂縫。
　　2、施工方面
　　（1）水灰比過大。在拌制混凝土過程中，有的拌和設備計量不準，特別是用水量控制不準，隨意性較大，由于水灰比過大而自下造成離析現象，其結果粗骨料沉于下部，多余水分上升，振搗后水泥漿上浮到板頂，從而使混凝土強度不均勻，下部分強度大，頂板強度低，混凝土強度較弱區(qū)往往是裂縫容易發(fā)生的部位。底板浮漿過多發(fā)生收縮現象較為明顯，在每根箍筋處頂板橫向裂縫隙較為嚴重。
　　（2）砂、石料含泥量超限。在施工過程中，有時砂、石料含泥量超限，這樣它們與水泥之間的膠結力有所下降，造成混凝土的強度和抗?jié)B性降低并且產生網狀裂縫。
　　（3）混凝土的拌制方面的原因。混凝土拌和時間過短，會影響了混凝土的均勻性，造成坍落度偏大，和易性較差。混凝土的坍落度是混凝土施工檢測手段之一，在施工過程中準確控制坍落度，可提高混凝土的內在強度及混凝土表面光潔度。在施工時如果忽略了高溫下坍落度的損失量，會使混凝土和易性和粘性降低，造成混凝土離析，使混凝土構件表面出現蜂窩、麻面、露砂等缺陷，從而減弱混凝土內在強度。
　　（4）混凝土的澆注方面的原因。工地采用插入式振動器振密，振搗過程出現過振現象，致使混凝土表面粗細集料離析，靠近模板的混凝土表面細集料集中。
　　（5）內模膠囊上浮、膠囊漏氣或抽拔過早。混凝土澆筑過程中，混凝土對膠囊有較大的浮力，如果膠囊固定不牢，就會發(fā)生膠囊上浮現象，造成頂板厚度減小，這種情況也極易造成裂縫。內模膠囊因為制造質量或在施工中有所損壞，造成在混凝土澆筑過程中漏氣，氣壓下降。在混凝土幾乎沒有強度的情況下，如果發(fā)生漏氣現象，頂板混凝土將發(fā)生下陷，造成難以補救的事故。抽拔膠囊的時間與養(yǎng)護溫度和混凝土的質量有關，一般控制混凝土強度達到0.6～0.8MPa為宜。抽拔過早會出現“黏皮”現象，對混凝土質量有影響，當頂板厚度減少或是頂板浮漿過厚時，裂縫容易發(fā)生，這種原因出現的裂縫多為縱橫裂縫。
　　（6）養(yǎng)護中溫度控制不當。在橋梁施工中多采用灑水和薄膜兩種養(yǎng)生方法。現場操作往往是等混凝土脫模后才開始養(yǎng)生，空心板頂面裸露在大氣中，夏季最高氣溫達35°C，加快了水份的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。
　　3、混凝土自身應力形成的裂縫
　　（1）收縮裂縫。混凝土凝固時，一些水份與水泥顆粒結合，使體積減少，稱為凝縮。另一些水份蒸發(fā)，使體積減小，稱為干縮，凝縮和于縮合稱為收縮。混凝土的干燥過程是由表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈現含水梯度。因此產生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部混凝土承受壓力。當表層混凝土所產生的拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。
　　（2）溫度裂縫。混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現冷熱變化時，將發(fā)生收縮和膨脹，產生溫度應力，溫度應力超過混凝土抗拉強度時，即產生裂縫。可以初步推斷是由于水化熱過大引起的溫度裂縫。由于水化熱作用，便混凝土內部與外表面溫差過大，這時內部混凝土受壓應力，表面混凝土受拉應力。由于混凝土抗因雖度遠大于抗拉強度，表面拉應力可能先達到并超過混凝土抗拉強度，而產生間距大致相等的直線裂縫(稱溫差裂縫)，該結構裂縫形態(tài)正是如此。
　　4、鋼絞線放張時混凝土表面產生的裂縫
　　在澆筑后，養(yǎng)護時間還沒到，造成梁頂部混凝土抗拉強度較低，還有是因為先張法鋼筋放張時，放張設備砂箱里面砂緊密程度達不到要求，造成放張過快，太突然，頂部應力來不及重新分布，而造成產生裂縫。
　　二、裂縫的預防控制措施
　　1、設計方面
　　（1）設計中普通鋼筋的合理配置。設計人員在結構計算之后詳細檢查細節(jié)設計，特別是力筋和鋼筋布置必須符合合理的保護層和間距數值的要求，不要試圖減薄腹板和板的厚度來節(jié)省材料。
　　（2）薄厚構件的連接設計。薄厚構件連接處設計時要盡可能使兩構件厚度一致，同時還要合理配置連結鋼筋，施工時盡量不要采用兩次澆筑。
　　（3）合理進行混凝土配合比設計。在混凝土配合比設計中，不要為了提高保證率而過多地增加水泥用量，在滿足混凝土坍落度要求的前提下，盡量采取可靠的減水劑，合理調整配合比，降低水泥與水的用量，以減少混凝土的凝結收縮量。
　　2、施工方面
　　（1）嚴格控制原材料。按照質量要求，嚴格進行選料，對不符合要求的砂、石料和水泥不許進場，對含泥量較大的骨料要用水沖洗，嚴禁使用過期和不同標號水泥，盡量采用發(fā)熱量及收縮量較小的水泥。
　　（2）選擇好的天氣澆筑混凝土并應連續(xù)進行。注意天氣預報，盡量選擇較好的天氣澆筑空心板，盡量避開下雨和溫差較大的天氣澆筑。在夏天澆筑混凝土不宜在白天進行，在冬季宜在溫度較高的時間澆筑混凝土，并要采取冬季施工措施。嚴禁在澆筑空心板過程中間斷施工，底板混凝土振平以后，應立即放內模并澆筑第二層混凝土，盡量縮短施工縫處上下兩部分混凝土的施工時間差，確保混凝土澆筑的連續(xù)性。
　　（3）嚴格控制混凝土拌和質量。細致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減少劑。混凝土拌和時間控制在2min，不能過短，也不能過長瑣拌時間短混合料不均勻，時間過長，會破壞材料的結構。保證混凝土的均勻性，嚴格控制加水量，經常檢測混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。
　　（4）嚴格混凝土的澆注質量控制。混凝土澆注應選擇一天中溫度較低的時候進行，采用插人式振搗器振搗時，移動間距不應超過振搗器作用半徑的l.5倍，對每-振搗部位必須振動到混凝土停止下沉，不在冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿，邊振動邊徐徐提出振動棒，避免過振，造成混凝土離析。
　　（5）嚴格檢查膠囊漏氣，防止膠囊上浮。充氣膠囊在使用前應經過檢查，不得漏氣，有些空心板混凝土頂面裂縫就是由于混凝土在末達到2.5MPa時，芯模漏氣，致使頂面混凝土開裂。因此，預制之前檢查芯模是否完好格外重要。對使用的膠囊要經常打壓檢查，發(fā)現漏氣者應及時修補。定位下料要準確，生根要牢固，一般因定在鋼絞線上為好，防止膠囊上浮，出現頂板厚度小，最終引起早期裂縫。
　　（6）加強混凝土的養(yǎng)護。不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)護最為關鍵。等混凝土脫模之后才開始灑水養(yǎng)護的方法是錯誤的。混凝土澆注收漿完成后，盡快草簾覆蓋和灑水養(yǎng)護，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程申產生很大的熱量，混凝土澆注完成后必須在側模外噴水散熱，以免混凝土由于溫度過高，體積膨脹過大，在冷卻后體積收縮過大產生裂縫，養(yǎng)護時間不少于兩周。
　　（7）加強混凝土齡期及放張控制。嚴格做好空心板混凝土澆筑記錄，澆筑一塊記錄一塊，同步進行，并嚴格記錄澆筑過程中發(fā)生的意外情況及處理措施，不容許漏記、補記。同時，做好混凝土試塊，同條件養(yǎng)護，試塊取樣應能代表梁板的實際材料，多做兒組以備隨時試驗以指導施工，只有當鹼強度達到設計要求的標準后才允許鋼絞線放張，同時事先檢驗放張設備，不允許突然放張，無序放張。
　　（8）嚴格控制施工溫度。可采用改善骨料級配，用干硬性混凝土；拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻來降低混凝土的澆筑溫度；規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間；高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。
　　（9）嚴格控制拆模時間。抽內模的時間要根據現場混凝土強度而定，最好通過試塊來確定，嚴禁過早拆除內模、側模，要待混凝土達到一定強度后，方可拆除。
　　（10）適時收漿二次抹平。混凝土在初凝前往往會出現裂縫，這時應及時收漿二次抹平，這樣處理一是增加了混凝土表面的密度，二是使混凝土表面產生的裂縫愈合，這是消除早期裂縫最有效的措施。
　　三、結束語
　　預應力混凝土結構產生裂縫很常見，但可避免或減少，關鍵是在設計時，認真驗算，合理不止構造鋼筋或預應力筋，對易出現裂縫的部位，通過施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數量，減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，控制裂縫的發(fā)展，使裂縫不至于對結構產生危害，保證結構的正常使用。