預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的裂縫成因及其對策

預(yù)應(yīng)力梁橋目前是我國修建最多的橋梁。在這些橋梁的修建過程中和運(yùn)營過程中，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)梁體不同部位出現(xiàn)龜裂、橫向、縱向和斜向裂縫。裂縫一但出現(xiàn)，輕則影響結(jié)構(gòu)的耐久性、重則直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力，甚至危及結(jié)構(gòu)的安全，值得予以重視，并應(yīng)弄清裂縫產(chǎn)生的原因，首先采取措施預(yù)防裂縫發(fā)生，一旦裂縫發(fā)生，則必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，予以及時(shí)的觀察監(jiān)測和處理，以保證橋梁的安全和耐久性能。]

一、預(yù)應(yīng)力梁橋的裂縫種類及其原因

1、預(yù)應(yīng)力簡支梁橋的裂縫種類及其原因

龜裂

預(yù)應(yīng)力簡支梁橋在預(yù)制時(shí)容易產(chǎn)生龜裂，其原因除了由于混凝土配比不合適，個(gè)別混凝土澆筑不均勻外，在養(yǎng)護(hù)過程中灑水不及時(shí)，覆蓋不嚴(yán)，采用蒸養(yǎng)時(shí)過快的升、降溫等均可能產(chǎn)生梁體表面龜裂。

縱向裂縫

縱向裂縫多發(fā)生在運(yùn)營期間，其原因除了張拉力過大外，也與混凝土的質(zhì)量有關(guān)，如有一些鐵路運(yùn)營線上的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，在運(yùn)營10多年或20多年后出現(xiàn)沿縱向力筋的裂縫，后通過調(diào)查確定為堿骨料反應(yīng)導(dǎo)致混凝土的承載力下降造成。由于這種裂縫處于主要受力鋼束部位，極易引起縱向鋼束銹蝕，對結(jié)構(gòu)影響非常大。

橫向裂縫

橫向裂縫多發(fā)生在運(yùn)期間，超載、各種原因是預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計(jì)預(yù)想，都可能導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。此外，由于徐變上拱的發(fā)生和發(fā)展，在梁的上翼緣也會產(chǎn)生橫向裂縫，特別對活荷載比重較大的鐵路橋梁更是如此，而且隨徐變的發(fā)展，裂縫也會發(fā)展，而當(dāng)橋上荷載較大時(shí)，這種裂縫又會暫時(shí)閉合。

主拉應(yīng)力方向斜裂縫

這種裂縫一般發(fā)生在運(yùn)營期間，且多在跨度四分之一附近區(qū)域的腹板上，可以認(rèn)為基本上是由于主拉應(yīng)力方向抗裂安全儲備不足而造成的。

2、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁及連續(xù)剛構(gòu)橋的裂縫種類及其原因

表面龜裂

與預(yù)應(yīng)力簡支梁類似，這種裂縫一般是由于連續(xù)梁與連續(xù)剛構(gòu)在施工過程中養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或溫度變化較大時(shí)產(chǎn)生的。由于這類橋在國內(nèi)大部分是采用懸臂灌注或支架法施工的，高空養(yǎng)護(hù)條件比地面更差，極易因養(yǎng)護(hù)澆水不及時(shí)而造成混凝土表面干縮快，內(nèi)部干縮慢，使外部混凝土受拉超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生開裂。此外，由于新澆筑的混凝土暴露在高空大氣中，周圍環(huán)境溫度的過快變化，如施工過程中的保溫措施不力、水泥結(jié)硬過程產(chǎn)生水化熱時(shí)發(fā)生驟然降溫等，均有可能產(chǎn)生表面龜裂。

在跨度l/4附近出現(xiàn)的斜裂縫

這種裂縫一般是由于剪應(yīng)力過大，主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而造成的，有時(shí)也與構(gòu)造鋼筋的布置有關(guān)。當(dāng)荷載增大時(shí)，裂縫會逐漸向受拉區(qū)發(fā)展。在開裂嚴(yán)重的情況下，縫隙可能沿腹板貫通。

梁底沿縱向預(yù)應(yīng)力的貫通裂縫

這種裂縫一般是由于預(yù)應(yīng)力或截面尺寸設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致壓力過大造成的，有時(shí)與施工質(zhì)量也有一定的關(guān)系，有的橋梁在施工過程中就發(fā)生了底板長距離貫通開裂的現(xiàn)象。

支撐處頂板或跨中底板的橫向裂縫

這種裂縫一般是預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)不合理，梁在收縮徐變和鋼束松弛的影響下，彎矩最大截面的混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)超過混凝土抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力，導(dǎo)致開裂。對于邊、中跨比較大的連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)，在邊跨端部區(qū)域容易引起開裂，早期用頂推法施工的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，由于設(shè)計(jì)配筋不合理，梁在頂推施工中結(jié)構(gòu)受力與運(yùn)營狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力相反時(shí)，也容易出現(xiàn)橫向裂縫，有的橋在頂推過程中甚至出現(xiàn)貫通截面的裂縫，但這種裂縫在頂推就位后一般在反向受力下即可閉合。

梁全截面的破壞性崩裂

曾經(jīng)有一座利用滑移支架法逐段施工的預(yù)應(yīng)力梁，在某階段張拉只將要結(jié)束時(shí)，錨下崩裂破壞，同時(shí)產(chǎn)生巨大的沖擊能，致使箱梁全截面開裂并發(fā)生錯(cuò)動。將近10m長的梁體報(bào)廢。經(jīng)事后詳細(xì)的受力分析，找出事故的原因是設(shè)計(jì)在箱梁底板的布束過密，底板高度較小，錨下局部應(yīng)力過大導(dǎo)致了混凝土壓潰。

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