1、对公路桥梁钢筋混凝土连续板裂缝的探讨【摘 要】近年来，我省高速公路建设得到迅猛发展，高速公路在使用过程中不可避免的出现一些病害，尤其以混凝土桥梁的裂缝最为常见，在桥梁的后期养护中已成常见病害。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，本文笔者结合自己的工作经验，对混凝土桥梁裂缝的种类、产生的原因以及处理方法进行阐述。 【关键词】公路桥梁；钢筋混凝土；连续板裂缝 0.引言 因为建筑高度不大，并且整体性能十分好，基于这些优势，在高速公路建设的过程中我们采取了钢筋混凝土连续板。钢筋混凝土连续板作为现浇混凝土施工中的一种技术，然而已经建成的钢筋混泥土连续板桥，有一部分出现了裂缝，更有甚者在施工的阶段就已经
2、有裂缝的存在，如此一来，将极大的影响着桥梁的寿命和性能。 1.混凝土裂缝的成因及控制 混凝土裂缝作为桥梁建设中非常常见而又无法避免的问题，混凝土裂缝的出现严重的影响着桥梁的性能和质量，甚至是桥梁在使用过程中的安全。特别是跨度较大的空心式板梁，这种板梁在设计的时候，为了降低自身重量，掏空内部，通常出现的截面为薄壁箱型。混凝土裂缝的存在影响着工程的安全，造成裂缝的原因很多，涉及到的范围也很大。我们通过对混凝土空心板的深入探索和考究，发现施工的工艺和材料的质量是造成裂缝的重要原因。 1.1 混凝土的质量 在浇筑的过程中，其中重要的指标之一就是配合比，尤其需要控制好的是砂石量、水灰比、水泥塌落等，这些
3、数值都需要通过试验之后方可确定。水灰比中的水分过多，就极易引起骨料沉淀，水分析出，出现顶层与底层差别太大的现象，顶层容易出现裂纹，尤其是在冬天。水灰比太小，也同样会导致裂缝的出现。 1.2 混凝土的浇筑及养生对裂缝的影响 （1）混泥土的浇筑温度需要保持在 532 范围之间，温度太低、太高都会导致混泥土极度收缩和硬化，进而导致裂缝的出现。 （2）强化振捣的作用，特别是要对梁端加大振捣的力度，由于振捣不到位而引起的裂缝现象最为普遍。如果对顶板振捣不力，在出现温差和反拱的时候就会导致横向裂纹的出现。如果对腹板和底板振捣不力，会导致麻面和蜂窝的出现，外观形象不好，也会导致细微的裂纹出现。倘若底板不是很
4、厚，预应力的力度太大的时候，在松张之后，底板所受到压力突然增大，非常容易导致纵向裂缝的出现。所以，在进行梁端设计的时候，一定要考虑其抗剪性和抗压性，对梁端 3m 之内的底板进行加筋加厚特殊处理，梁端的混泥土应当选择高标号的小石子混凝土，此混泥土易于振捣。 （3）气囊上浮作为一种常见的问题，对桥梁建设的影响十分大。由于跨度大的空心板和腹板都不是很厚，气囊上浮的过程中，一旦出现较大的幅度，极易引起顶板钢筋蹦出，严重影响顶板的安全。此外，较薄的顶板非常容易出现收缩裂缝。为了杜绝气囊上浮情况的出现，要从橡胶气囊固定钢筋上面入手，对其进行加粗或加密处理，在跨区的中心部分要利用 12 钢筋进行强化。与此同
5、时，在拆卸模板和浇筑的时候，要确保橡胶气囊内部气压稳定，橡胶气囊如果发生气体外漏，就非常容易导致腹板和顶板裂缝的出现，更有甚者将会引起顶板塌陷，整个梁体完全损坏。 1.3 梁体温度变化不一致引起的裂缝 在寒冷的冬天，混泥土空心板要在温度较高的条件下蒸养，如果不进行蒸养，将梁体置于冷气之中，那么，梁体顶端的温度会迅速降低，底部的温度变化相对较慢。顶端与底部的温度差将会造成梁体两端变形，有向上弯曲的现象，底部受到预应力的控制，在弯曲和预应力的反作用之下，顶板会急剧收缩，以至于出现裂缝。此种裂缝常见于顶板横向，并且可以延伸到下部，通常不会穿越整个梁体。为了防止此种裂缝的出现，在顶板和腹板上面可以加上
6、非预应力的钢筋，钢筋呈纵向分布，从而加强其抗拉力度。此外，还可以利用其它手段，尽可能的降低顶板与底部的温度差，降低混泥土收缩度，从而在一定程度上防止了梁体的弯曲。 1.4 温度变化过快引起的裂缝 温度变化过快引起的裂缝主要是温度迅速的下降和上升而引起的收缩和膨胀的现象。由于顶板和腹板并不是很厚，加上钢筋的使用量也不多，这样将难以与温度差相抗衡，所以出现裂缝的现象很正常。为了杜绝此种裂缝的出现，除了按照工程规范和要求之外，还可以采用加入防裂钢筋、调节温度差等手段来降低裂缝出现的几率，与此同时，还可以放松预应力控制，在梁体上面加大预应力力度，防止出现因收缩和膨胀所引起的裂缝。 2.工程概况 2.1
7、 裂缝概况 某桥钢筋混凝土现浇连续板的跨径为 20 米+4*25 米+20 米，板高 1.2 米，截面挖空圆孔直径为 80 厘米，见图 1 所示。连续板采用 40 号混凝土，主筋为钢筋束筋（328）。板跨中截面计有25 束，共 75 根直径 28 毫米的钢筋。连续板施工完毕，尚未投入营运，在正弯矩区域的底板和腹板发生了较为严重的裂缝。重点检查了该桥右幅第 4、5、6 跨连续板的腹板和底板部分，从现场检查情况来看，开裂较严重的是次中跨和中跨，即跨径为 25 米的钢筋混凝土连续板。第 4 跨即中跨，整跨在板 L/43L/14 范围内共有49 道底板横桥向裂缝，并有 4 条顺桥向裂缝与横桥向裂缝连通
8、。共有 7 条横桥向裂缝贯穿底板，其中有 4 条裂缝已经沿腹板向上发展。最大裂缝宽度达 0.22 毫米。裂缝间距一般在 2030 厘米。第5 跨即次中跨，共有 5 条横桥向裂缝贯穿底板，并向腹板延伸。在距 5 号墩支点 9.5 米处开始有并列 3 条贯穿底板的裂缝，间距大约为 40 厘米。在号墩支点内侧附近发现有数条裂缝。最大裂缝宽度为 0.2 毫米。裂缝间距一般为 2030 厘米。第 6 跨即边跨，连续板的底面表面共有 3 条横桥向裂缝。最大裂缝宽度为 0.2 毫米。裂缝间距一般为 3040 厘米。由现场裂缝检查来看，在该桥施工后期，钢筋混凝土连续板就出现较多、较宽的表面混凝土裂缝。而且其发
9、生的部位及裂缝的形态明显为受力裂缝。 2.2 裂缝成因分析 除了对本文所陈述的钢筋水泥连续板桥研究之外，还对另一架钢筋混凝土连续板桥进行了研究，它们的设计图纸一模一样。通过研究显示，我们能够发现钢筋混凝土连续板桥长度在 20m 以内并没有较多的裂缝，而长度大于 25m 的桥梁，很多在中间部位都有裂缝的存在，裂缝的宽度和数量分布并不均匀，我们本篇文章中陈述的这架桥出现比较严重的裂缝。 2.2.1 从设计对裂缝产生的原因进行分析 通过对设计图纸的研究和分析，可以得出，钢筋混凝土连续板桥在施工期间是否发现有裂缝的存在，这将是其研究的重点所在。依据钢筋混泥土的相关结构理论去推算，钢筋混凝土连续板截面的
10、抗裂性作为裂缝出现的主要原因。 当钢筋混凝土连续板截面抗裂性大于混泥土截面抗裂性的时候，截面自然会发生裂缝。当前桥梁规划建设中所采取的钢筋混凝土桥梁截面抗裂性计算的公式如下所示： 米 f=WoxrRbL。 r=SoWOr 式中： 为受拉区混凝土塑性系数；SO 为换算截面重心轴以下或以上的面积对重心轴的面积矩；WOx 为对构件受拉边缘（使用荷载习时）的换算截面抵抗矩；为混凝士抗拉标准强度。 由上式可见，钢筋混凝土抗裂弯矩仅与混凝土抗拉标准强度、截配筋及截面有关，而与外荷载无关。按设计图纸提供的资料，该连阪采用 40 号混凝土，其弹性模量为 3.3*104MPa，抗拉标准强度 MPa，容重 25k
11、N/m3。而实际混凝土强度经过超声一回弹、取芯等现场检测方法证明已达到施工规要求。按设计图纸以及满堂支架上现浇全桥钢筋混凝土连续板施工工艺，计算该钢筋混凝土连续板各跨跨中截面上由自重（包括二期恒载）产生的弯矩，均小于抗裂弯。所以，仅在自重作用下，连续板设计上是不会产生弯曲裂缝的。 2.2.2 施工温度变化对结构有一定的影响 施工过程中温度的变化主要包含了日照温差和年温差。其中最主要的是日照温差，日照温差是造成桥梁裂缝的重点要素，而年温差对桥梁裂缝的影响不是特别明显。桥梁的面板部位通常受到阳光的直射和暴晒，温度变化非常迅速。由于受到本质的约束和控制，出现部分拉力过大，这与日照温度的影响息息相关。
12、依据当前桥梁规划建设中对温度模式的计算方式，可以看出绝大多数的原因在于日照温差，日照温差同时对桥梁有着弯矩的影响，一系列弯矩叠加之后，最终的力度超过了桥梁本身的抗裂性，导致了桥梁裂缝的出现。 通过深入现场调研，我们发现连续板的缝隙中有水的痕迹，尤其在底板上面，比较突出。部分接缝处都有水外溢，这些水是哪里来的呢？通过进一步分析，原来这些水是浇筑的时候停留在空心板里面的水，也称为养生水。连续板的底部排水孔发生阻塞，养生水没有及时的被排泄出去，我们当场挖通排泄口，里面很多的水流了出来，将空心中的水估计为一半进行测算。养生水也是导致桥梁裂缝的原因之一。所以，连续板会在中间部位发生开裂，这种裂缝一般出现
13、在连续板施工期的后段。 3.结束语 混凝土桥梁在施工阶段产生的裂缝，应根据设计、施工等方面的实际情况，以及裂缝发生的部位、形态，进行深入的结构分析，才能较好地判断裂缝产生的原因。现浇的混凝土连续结构，在设计中应对施工阶段进行详细计算与设计。对于混凝土连续梁板，一定要使泄水孔通畅，尽快排出养生水。钢筋混凝土连续板，最好不要采用粗钢筋的束筋布置形式，以避免施工阶段产生过大裂缝。跨径超过 20 米用钢筋混凝土连续板，应进一步从技术、经济角度上研究是否可行。 科 【参考文献】 1 徐良 .浅谈钢筋混凝土桥梁施工中裂缝及分析J.民营科技，2010，04：277-279. 2 郭智力 .公路桥梁钢筋混凝土梁体裂缝的处理分析J.建材与装饰（中旬刊），2008，02：126-127. 3 王李，常志宏，李承昌. 钢筋混凝土梁（板）桥上部结构开裂分析及处理J.公路交通科技（应用技术版），2008，08 ：135-137. 4 齐伟锋 .分析公路桥梁工程钢筋混凝土结构裂缝问题J.民营科技，2013 ，03：280. 5 张智 .分析公路桥梁工程钢筋混凝土结构裂缝问题J.民营科技，2013， 04：307. 6 刘朝阳 .浅析现浇钢筋混凝土连续箱梁施工工艺J.黑龙江交通科技，2013 ，05：115-117.
