预应力现浇箱梁桥施工中出现裂缝的处理措施

【关键词】混凝土；裂缝；预应力；水泥；收缩 

abstract：the prestressed cast-in-place box beam with high intensity, small deformation, good tolerance, prestress loss of small advantages, is widely used in expressway interchange, interchange bridge. but the ductility, raw materials and construction process can not meet the design requirements, experience in different parts of beam crack in tension, even when crushed, anchor plate end section of box beam splitting phenomenon, affect the bearing capacity of the structure, durability, in this respect should be paid more attention to, and make cracks reason, take appropriate measures, to ensure the bridge safety and durability. 

key words： concrete; crack; prestressed; cement; contraction 

中图分类号：u445 文献标识码：a 文章编号： 

一、 预应力现浇箱梁裂缝成因 

混凝土结构裂缝的成因复杂繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的主要原因，大致可划分为以下几种： 

1、温度变化引起的裂缝 

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。引起温度变化主要因索有：（1）水化热：现在公路桥梁混凝土浇筑后由于水泥水化放热，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况尽量限制水泥单位用量，缓慢降温，必要时可分层连续浇筑，以加快散热。（2）冬季施工和养护措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。 

2、收缩引起的裂缝 

在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因。(1)塑性收缩：混凝土浇筑后4 h--5 h左右，此时水泥水化反应激烈，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。骨料在下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处，因硬化前沉实不均匀，将发生表面的顺腹板方向裂缝。 (2)缩水收缩(干缩)：混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝，混凝土硬化后，收缩主要就是缩水收缩，如配筋率较大的构件(超过3％)。钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面易出现裂纹。(3)自生收缩：自生收缩是混凝土在硬化过程中水泥与水发生水化反应，特点是大部分属表层裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错成龟裂状，其主要因素有：①现在高速公路预应力混凝土强制要求p052．5#高标号水泥，配制c50以上高强度混凝土，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，导致收缩应力明显加大。②骨料级配：为配制高强混凝土，故意增加粗骨料，导致和易性不好，易形成混凝土早期强度不足或不均匀。③水灰比、外掺剂、外界环境、养护方法都影响着混凝土的收缩裂缝。 

3、钢筋锈蚀引起的裂缝 

由于钢筋生锈或保护层厚度不足，锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2—4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土沿钢筋纵向产生裂缝，加剧钢筋的锈蚀，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝。 

二、预应力现浇箱梁梁端裂缝的预防措施 

1、设计上预防裂缝的措施 

(1)预防现浇梁裂缝首先要精心设计混凝土配合比，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度和低水胶比)、二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)、一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。 

(2)对腹板适当进行加厚，并增加边腹板锚头距梁腹板边缘的距离，锚头端头受力集中部位增配腹板箍筋，提高抗裂、避裂性能，以此来进一步增加施工中的安全储备。 

(3)在设计中优化一般锚区钢筋与结构钢筋分别承担的功能，施工中必须加以整理，排好位置，避免钢筋过密无法绑扎或混凝土无法浇筑的情况发生。 

(4)设计时应合理拟定截面，确定适宜的预应力度。对于较长的跨度及桥面较宽、半径较小的情况应尽量设横向预应力。 

2、施工中预防裂缝的措施 

(1)优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。 

(2)选择线膨胀系数小、岩石弹模较低，表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。 

(3)砂除满足骨料规范要求外应适当放宽石粉或细粉含量。 

(4)高效减水剂和引气剂复合使用。 

(5)施工前应计算升温峰值，内外温差及降温速率，制定相应的技术措施。 

(6)严格过程控制，避免施工方面原因造成现浇梁裂缝。 

三、裂缝处理的加固方法及工艺 

1、修补裂缝的方法 

修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有开槽法、低压注浆法、表面覆盖法三大类。 

(1)开槽法适用于裂缝宽度大于0．5 mm的混凝土裂缝修补，材料的配合比为：环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12．5：28。 

(2)低压注浆法适用于裂缝宽度为0．2 mm～0．3 mm的混凝土裂缝修补，修补工序如下：裂缝清理一试漏一配制注浆液一压力注浆一二次注浆一清理表面。 

(3)表面覆盖法修补裂缝适用于微细裂缝(一般宽度小于0．2 mm)，在其表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。 

2、裂缝处理的工艺 

(1)对于裂缝宽度0．2 mm，采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法，使混凝土构件恢复整体性。 

（3） 钻孔 

在裂缝表面进行骑缝钻孔，以此作为灌浆导向孔，沿裂缝走向钻孔；凡裂缝交叉处应在交叉地方钻孔，严禁伤及波纹管。 

（4）清孔及裂缝表面处理 

所有孔眼必须使用高压空气吹洗干净，之后沿裂缝从上而下将两边3 em～4 em范围内的灰尘、浮浆处理干净，将构件表面整平，然后用丙酮擦洗，清洗时应注意不要将裂缝堵塞。 

（5）粘贴灌浆嘴及裂缝表面封闭 

1)粘贴灌浆嘴。灌浆嘴底盘的铁锈必须除净，并用丙酮擦洗干净，然后将专用胶泥均匀的抹在底盘周围，厚度1 mm～2 mm，与孔眼对准粘贴在裂缝上，灌浆嘴的间距根据缝长及裂缝的宽度以3．5 em～4．0 em为宜，一般宽缝可稀，窄缝宜密。 

2)裂缝表面封闭。为使混凝土缝隙完全充满浆液且不外渗，并保持压力，必须对已处理过的裂缝表面(除孔眼及嘴子外)用聚合物水泥砂浆浆液沿裂缝走向从上至下均匀涂刷两遍进行封闭(宽度6 em～8 cm)，并在上面分段紧密贴上一层玻璃丝布(宽度5 em～7 cm)形成封闭带。 

（6）压气实验 

封闭带硬化后，需进行压气实验。在封闭带上及灌浆嘴周围可涂上肥皂水，如发现有泡沫出现，说明该部位漏气，对漏气部位可再次封闭。试气对于竖向缝可从下向上，水平向缝由低端向高端进行。 

（7）灌浆操作 

1)灌注裂缝采用空气泵压注法，压浆罐与灌浆嘴用聚氯乙烯高压透明管相连接。 

2)在灌浆过程中应注意控制压力，宜控制在0．2 mpa；如果裂缝进浆不畅，可把泵压控制在0．4mpa。 

3)灌注的次序：对于水平裂缝宜由低端逐渐压向高端；对于竖向腹板裂缝，由下向上逐渐压注；从一端开始压浆后，另一端的灌浆嘴喷出浆液与压入的浆液浓度相同时，可停止压浆，在保持压力下封堵灌浆嘴。 

四、结论 

综上所述，高标号预应力现浇箱梁混凝土裂缝的问题困扰着桥梁的结构安全和美观，在混凝土生产以及施工过程中有针对性的采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，掌握关键工序的技术要点，严格按规范要求检测各项指标，使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，一旦发现异常，及时找出问题产生的原因，采取合理的处理措施加以解决，以保证工程质量，使预应力现浇箱梁具备良好的耐久性生和结构稳定。 

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。