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摘要：
從實際工程出發，重點分析橋梁工程預應力空心板裂縫的原因，并提出相應的解決措施，結論證實，為了避免橋梁工程預應力空心板裂縫的出現，可以針對不同的裂縫類型，采用相應的控制措施，以保證橋梁工程的使用功能和服務年限。
關鍵詞：
預應力空心板；裂縫原因；解決措施
0引言
預應力空心板是橋梁結構的重要組成部分，預應力空心板的施工質量直接決定橋梁工程的整體質量，實際工程中，預應力空心板裂縫是橋梁工程十分常見的問題，會對混凝土的抗拉強度和滲透性產生明顯影響，進而縮短橋梁工程的服務年限，本文將以混凝土裂縫理論為基礎，重點分析實際橋梁工程預應力空心板裂縫的形成原因，并有針對性地探討解決措施。
1預應力空心板裂縫形成原因
1.1設計原因
1.1.1預應力空心板的厚度較薄
本工程中，預應力空心板的截面形式采用寬幅式，這種形式可以減少預制梁的使用數量，縮短施工周期，降低工程成本，但是，預應力空心板寬度增加時，還需要滿足結構輕型化的要求，因此，截面挖空率就必然增大。橋梁設計過程中，頂板、腹板和底板的厚度相應降低，然而這種結構需要的施工精度非常高，施工過程中，一旦出現細微疏忽，保護層的厚度將不符合規定，使得預應力空心板的碳化速度提升，加快鋼筋的銹蝕速度，最終影響橋梁工程的耐久性。
1.1.2狹縫形式影響橋梁工程的整體性能
本工程采用深狹縫的形式，深鉸與窄縫通過填充混凝土，相應減弱了傳遞彎矩的作用，基本滿足橫向鉸接板法假定的受力形式，其優勢在于接縫狹窄，相比于深寬縫形式來說，截面挖空率更高，結構自重更輕，工程造價更低，同時鉸縫間混凝土的施工質量也相對較高。深狹縫形式也存在一定的不足，比如接縫之間聯系比較薄弱，結構整體性能較差，橫向聯結能力不足等，直接影響鋪裝層的受力情況。由于預應力空心板的鉸縫之間沒有配置鋼筋，僅在對應的橋面區域配置一定量的鉸縫筋，當車輛荷載長時間作用于該區域時，鉸縫會產生嚴重的破壞，導致空心板的橫向聯結能力下降，降低橋梁工程的使用功能。
1.2材料原因
1.2.1混凝土材料原因
混凝土材料的抗拉強度較低、彈性模量較高，理論研究表明，混凝土屬于非均質材料，是水分、氣體、水泥石和骨料等物質的混合體，當環境條件發生變化時，混凝土將逐漸硬化，并伴隨相應的形變，這種形變具有一定的不均勻性，其中，水泥石的收縮變形比骨料的收縮變形大，這是由于骨料的膨脹系數小于水泥石的膨脹系數，兩者的不均勻變形形成相應的約束應力，在約束應力的作用下，會產生細微的裂縫，裂縫寬度不超過0.005cm，這些微裂縫在外界條件變化的情況下會逐漸擴大，最終轉變為宏觀裂縫。
1.2.2鋼筋材料和預應力材料
當保護層厚度不足或者混凝土的質量較差時，在二氧化碳的作用下，鋼筋表面形成碳化腐蝕效應，破壞鋼筋表面的氧化膜，導致鋼筋中的鐵離子與水分、氧氣作用，銹蝕物的體積明顯增加，銹蝕速率也明顯加快，基本可以達到常規腐蝕速率的2～4倍左右，形成的膨脹壓力直接導致混凝土保護層的破壞，在鋼筋的縱向方向上，會出現預應力空心板裂縫。
1.3施工原因
1.3.1預應力空心板底板混凝土施工質量的原因
本工程預應力空心板預制采用一次性裝模形式，空心板混凝土澆筑一次成型，上文提到，預應力混凝土空心板的板寬較大、底板厚度較小，澆筑過程中底板混凝土不能采用直接振搗密實的處理方式，而是通過兩側混凝土的擠壓效應，讓混凝土流入到預應力空心板的底板中以滿足填充要求，但是，流入到預應力空心板底板中的混凝土主要是水泥砂漿，若混凝土采用的骨料粒徑較大，水灰比選擇不適宜，就可能出現預應力空心板底板澆筑不密實的問題，影響底板混凝土澆筑的質量?；炷翉姸炔粷M足相關規定，也會出現板底鋼筋銹蝕的問題，引起滲水、漏水現象。預應力空心板底板是預應力作用的重要承擔結構，局部區域還需要承擔預應力筋彎曲伴隨的徑向力，因此，預應力空心板底板混凝土的澆筑質量，將對橋梁工程的抗裂性能和服務年限產生明顯影響。
1.3.2預應力空心板張拉作用后，會產生相應的拉應力
在縱向壓力的作用下，混凝土構件縱向長度縮短，同時，由于材料泊松效應存在，混凝土構件的橫向長度增大形成拉應變。變形的梁體受到預應力筋的反向作用力，使得空心板梁出現上拱變形，而預應力筋受到張力作用始終維持直線狀態，因此，由于預應力筋的作用，上拱變形的空心板梁會形成一定的徑向力。預應力鋼筋的徑向力相當于底板承受一定量附加徑向荷載，在這部分力的作用下，預應力空心板底板扁波紋管形成橫向拉應力，最終導致預應力空心板底板出現裂縫。
2預應力空心板裂縫控制措施
2.1縱向裂縫控制措施
縱向裂縫主要為受力裂縫，因此，應該從設計入手，合理設計界面，選擇合適的預應力度，如果橋梁的跨度較大或者橋面較寬，應該適當降低橫向預應力，同時，重點處理錨下局部應力，特殊區域設計時，可以采取相應的錨下局部應力試驗，避免混凝土受力不均勻的問題出現。若因為預應力度選擇或者截面設計不合理而產生裂縫，就應該明確預應力的超出范圍，如果應力超出范圍不大，可以采用改性環氧混凝土處理裂縫，如果應力超出范圍較大，可以采用增設體外預應力或者截面加固的方式進行處理，嚴重情況下必須進行重做處理。
2.2橫向裂縫控制措施
橋梁工程運營期間，在車輛荷載的積累效應作用下會產生一定量的橫向裂縫，一般情況下，應該根據加活載后的下翼緣受力情況、加恒載后的上翼緣受力情況和梁的縱向剛度要求，在允許范圍內適當降低預應力度。對于連續鋼結構橋，應該進行相應的徐變試驗，預留出張拉孔道，為預應力空心板出現裂縫做準備，并調整梁的受力情況，對裂縫進行閉合處理。當采用頂推法進行施工時，在施工過程中或者施工結束后形成的裂縫最好采用環氧樹脂進行封閉處理，避免有害氣體侵入、鋼筋腐蝕等問題，提高橋梁結構的安全性能和耐久性能。
2.3龜裂裂縫控制措施
預防收縮裂縫的產生，必須合理配置鋼筋數量，適當降低水灰比，同時，混凝土澆筑結束后應該立即采取養護措施，澆水養護并及時養生。對于溫變裂縫來說，首先在材料選取時，盡量采用水化熱較低的水泥，并配置適量的構造鋼筋；其次，采用蒸汽養生的梁，合理掌握開始的升溫時間和結束的降溫時間，根據相關要求緩慢提升和降低梁體混凝土的溫度，寒冷地區梁體混凝土澆筑過程中，必須采用有效的保溫措施。在新舊混凝土連接的位置，兩種混凝土之間溫度存在一定差異，新混凝土硬化時會出現收縮受阻的問題，進而出現混凝土開裂問題，這種情況可以通過降低溫差和增設構造鋼筋的方式進行處理。龜裂裂縫的深度和寬度通常較小，不會對橋梁結構的受力狀況產生影響，只是影響橋梁結構的美觀，因此，可以采用外部涂刷的方式避免鋼筋腐蝕。
3結語
橋梁工程預應力空心板裂縫的產生原因很多，包括設計疏漏、建筑材料和施工不當等，因此，為了避免橋梁工程預應力空心板裂縫的出現，可以針對不同的裂縫類型，采用相應的控制措施，以保證橋梁工程的使用功能和服務年限。
作者：鄭鵬 單位：江西省公路工程有限責任公司
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