预应力砼箱梁裂缝成因分析
预应力预制箱梁底板与腹板纵向裂缝成因分析
交通科技与管理97工程技术0 引言 预应力预制箱梁通常在独立的梁场预制，采用整体钢模，混凝土集中供应，混凝土运距短，养护方便，易于预应力张拉作业；同时梁场采用起重机吊运，机械化程度高，质量有保证，生产效率高。
预应力预制箱梁可与下部工程同时进行，在下部工程完成后进行架设，大大的缩短了工期，降低了施工成本。
从而决定了预应力预制箱梁在桥梁施工中被广泛应用。
1 工程概况 广西融河高速的一座在建桥梁，全桥共2联，桥梁跨径组合为 2×（4×20.0 m），桥面宽度为2×（净-11.75+1）m，共8跨。
桥梁上部结构采用先简支后连续预制小箱梁。
预制小箱梁采用C50混凝土，腹板高度为105 cm，底板宽度为100 cm。
波纹管采用高密度聚氯乙烯波纹管（SBG-50Y型）。
单侧腹板纵向采用两束5*15.2钢绞线，底板纵向采用两束5*15.2钢绞线。
在桥梁外观检测中发现每跨中都有部分箱梁在底板或腹板位置出现纵向裂缝；裂缝宽度在0.05 mm~0.20 mm之间，长度在1.0 m~19.0 m之间。
就同一箱梁而言，底板裂缝宽度大于腹板裂缝宽度。
底板裂缝在距梁底边缘两边各20 cm~ 30 cm之间对称分布；腹板裂缝在梁中位置出现在距梁底边缘10 cm~20 cm处，在距梁端7 m~8 m处裂缝开始向斜上方发展，基本上是沿波纹管位置出现。
部分裂缝虽未直接连通，但基本上沿波纹管位置延伸。
2 钢筋混凝土构件裂缝分类及成因2.1 钢筋混凝土构件裂缝分类 （1）按产生原因可分为结构裂缝和非结构裂缝。
结构裂缝：由各种外荷载引起的裂缝，也称荷载裂缝。
它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。
结构裂缝多由于结构应力达到限值，承载力不足引起的，是结构破坏开始的特征，或是结构强度不足的征兆，这是比较危险的。
非结构裂缝：由各种变形引起的裂缝，也称变形裂缝。
它包括混凝土收缩、温度变化等因素引起的裂缝。
预应力混凝土小箱梁腹板裂缝成因分析
预应力混凝土小箱梁腹板裂缝成因分析摘要：当前我国有着较高的人均车辆占有率，为与当今的交通量相匹配，人们不断追求更高的桥梁建设质量标准以及更宽更大的建设幅度。
此时，小箱梁结构桥梁因其自身受力合理等特点而受到人们的广泛应用。
当因小箱梁所采用材料的强度等的不足，使其在运营时容易出现较多的病害，尤其是对于预应力混凝土结构而言，裂缝病害非常常见。
基于此，本文将针对预应力混凝土小箱梁的腹板裂缝进行探讨，以分析其成因。
关键词：预应力混凝土；小箱梁腹板裂缝；成因分析引言目前我国大量桥梁为预应力混凝土桥梁，但是预应力混凝土桥梁建设过程中时常会出现裂缝。
为了规避这种桥梁病害，本文将深入探讨预应力混凝土桥梁裂缝成因及加固措施。
1工程概况该桥梁全长2040m，以一级公路标准进行设计，有着80km/h的设计速度，先简支后连续桥梁体系，上部结构为装配式预应力混凝土小箱梁结构，上下行分离式断面，35m的基本跨径。
桥梁施工时再张拉完小箱梁预应力筋之后，因各种因素的影响，使其在完成张拉后未能及时开展灌浆工作，并且有着多达7d以上的压浆间隔张拉时间。
桥梁运营期间有多条纵向裂缝出现在小箱梁腹板预应力管道处。
为能够较为准确地对混凝土小箱梁的整体受力进行研究分析，以获取其腹板出现纵向裂缝的原因，本文将通过有限元软件Midas对小箱梁结构进行建模分析，特别是针对其腹板处的受力而言。
采用有限元仿真分析的方法，对小箱梁在施工和运营等阶段的应力进行模拟，以寻求腹板纵向裂缝出现的具体阶段。
使用空间杆系单元模型对腹板的应力场进行建模分析。
以桥梁一联为研究对象，根据桥梁实际对边界条件进行模拟。
2预应力混凝土桥梁裂缝成因分析2.1人为因素影响桥梁受力方面的设计对桥梁承重有一定的帮助。
但由于计算模型中对结构受力的假设与实际受力并不会完全符合，所以在计算过程中会出现不精确的情况，可能会出现少算、漏算，以及内力与配筋计算错误等，导致桥梁承载力不足，从而出现裂缝。
预应力箱梁梁体裂缝成因及防护分析
预应力箱梁梁体裂缝成因及防护分析[内容摘要]随着改革开放的不断深入发展，以及人们生活水平的日益提高，我国的施工工程也越来越多。
然而，在实际的施工过程中，由于预应力造成的箱梁梁体裂缝的现象却时有发生，梁体的裂缝对梁体结构的影响很大。
因此，对预应力造成的箱梁梁体裂缝进行研究就变得很有必要了。
本文主要是分析了箱梁梁体裂缝的一些成因，阐述了裂缝对梁体的影响，并提出了一些相应的防护预应力造成箱梁梁体裂缝的措施。
[关键词]预应力；箱梁梁体；裂缝前言预应力混凝土具有独特的使用优势，所以被广泛应用于箱梁的建设当中，但是在施工和使用过程中，梁体表面常常会出现一些裂缝。
裂缝会使梁体结构产生不良的内部应力和变形，甚至会严重危及箱梁梁体结构的安全性和正常使用。
所以，研究预应力造成的箱梁梁体裂缝有利于分析裂缝的成因，进一步有助于找出应对措施，从而避免梁体裂缝的产生。
因此，在实际施工过程中，研究箱梁梁体裂缝具有非常重要的实际意义。
一、预应力造成箱梁梁体裂缝的种类分析箱梁梁体裂缝的种类很多，但主要由预应力造成的，从而引起的结构内部产生自应力，当这种自应力超过混凝土允许的极限应力时，造成的裂缝种类如下：第一，箱梁梁体表面龟裂；第二，梁底沿纵向预应力的贯通裂缝；第三，横向裂缝；第四，张拉时出现的箱梁梁体混凝土崩裂。
二、箱梁梁体裂缝成因分析2.1设计温差应力估计过小在我国，对箱梁梁体设计的规范中，对温差、应力等因素做出了明确的范围规定。
由于温差偏小，就会产生不安全性。
从近几年来国内外的研究来看，箱梁的温差应力可以接近甚至达到活载的应力，研究表明，这是导致纵向裂缝产生的主要原因之一。
2.2施加过大的纵向预应力在全预应力结构设计的时候，为了客服简化图示与实际施工的不符，更为了避免局部应力的影响，一定要留有一定的压应力储备，其大小一般为2到3MPa。
但是，应力储备不能过大，由于应力储备过大可能会导致纵向裂缝的产生。
而当正应力储备过大时，又会在垂直方向产生过大的拉应力，并且在最薄弱的界面上，往往在平行于管道的截面上发生纵向裂缝。
浅析预应力混凝土箱梁裂缝成因
．
一
２９ ８—
科 应力混凝 土箱 梁裂缝成 因
燕 锐
（ 尔滨 市第 六 建 筑 工程 公 司， 江 哈 尔滨 １０ ０ ） 哈 黑龙 ５００
摘 要： 随着混凝土箱 梁结构在桥梁设计 中的不断推广和应 用， 该桥型在施工和使 用过程 中已出现 了 多裂缝 ， 许 本文通过阅读 大量的文献和资 料。 总结 了混凝土葙 梁裂缝产 生的原 因。 关键词： 预应力 ； 混凝土箱粱 ； 裂缝 １ 使用混凝土箱梁的优点 效分布宽度的概念。由于剪力滞效应的考虑不 而桥面板温度急剧升高 ， 靠近水面的底板温度 两者形成温度梯度。 对于 目 前普遍 采用 的 在 已建成 的大跨度 预应力 混凝土梁桥 中， 足或计算值安全储备较 低，在一些特殊 荷载工 较 低 ， 当跨度超 过 ４ ｍ后 ，横 截面大 多采用箱 形截 况下容易发生应力 过度集 中，腹板处翼缘应力 大跨度 、 ０ 变截面箱梁 ， 随着截面高度变化 幅度的 波峰超过允许值 ，因而首先在该处 发生横 向裂 增加及箱粱长度和支撵约束的增 加，温度梯度 面。其主要优点是 ： ａ ． 箱形截面是 一种闭 口薄壁截 面， 抗扭 缝。在多年 反复荷载 的作用下 ， 其 裂缝横 向发展 ， 应力沿梁长方向变化较快 ，对于气温变化较为 以至于形成横 向通缝。 对于 强烈的地区 ，由于顶板翼缘受外界温度影响较 剐度大 ， 截面效率指标较 Ｔ 形截 面高 ， 结构在施 向翼缘板 中部扩展 ， 工 和使用过程 中都具有 良好 的稳定性 。ｂ ． 顶板 薄壁箱梁桥 的翼缘板横 向裂缝 ， 病害原 因多归 大 ， 随外界气温变化波动较为明显 ， 导致腹板拉 混凝土徐变引起 横向裂缝 ， 在长期 压应力交替频繁 ，在应力幅度变化较大的区域 和底板面积较大 ， 能有效地承担正负弯矩 ， 能 于此 。其次 ， 并 满足配筋的需要 ， 适应具有正负弯矩的结构 ， 也 荷 载作用下 ，受混凝土徐变影响 ，箱梁在运营 也容易出现斜裂缝 。 同时 ， 腹板抗剪强度设计值 更适应 于主要承受 负弯矩的悬 臂梁 、 Ｔ形刚构 ６ ７ — 年后跨中均有不同程度 的下挠现象。 较大 不足也会造成腹板斜裂缝 的出现 。设计 薄壁箱 等桥型。 适应现代化施工方法 的要求 。 承 重 的形变引起箱梁应力重分 布，给结构带来 附加 梁的首要 目的是减轻结构 自 ，降低材料使用 厶 ｄ 重 由于结构所受到的外荷载不变 ， 各截 量 ， 以其腹板与翼缘板设计厚度较薄。 结构和传力结构相结合 ， 使各部件共 同受力 ， 截 被动应力。 所 箱梁腹 面效率 高并适合 预应力 混凝 土结 构的空 间布 面应力增加 是由附加弯矩不断变化 引起 的 ， 附 板面积与抗剪承载力有密切的关 系，而薄壁箱 束， 因此具有较好的经济性 。ｅ 于宽桥 ， ． 对 由于 加弯矩随时间不 断增加 ，直到混凝土徐变停滞 梁腹板面积与普通箱梁相 比是小得 多得 ，在无 抗扭 刚度大 ， 内力分布比较均匀 ， 中无需设置 为 止 。 跨 预应力作用 情况下 ，腹板依靠提高腹板的箍筋 横隔板就能获得满意的荷 载横向分布 。适合于 ￡ 同时， 预应力松弛也会引起横向裂缝 ， 对于 配筋率 和弯起钢筋得数量来提高其抗剪能力 。 修建 曲线桥 ， 有较 大的适应性 。 － 并具 ｇ 能很好适 预应力混凝土结构 ，箱梁内部预应力对结构应 但是在腹板厚度有限的条件下，其提高值亦是 应布置管线等设施 。 在设 计上 ， 箱形截面可极大 力状 态有较大的影响 ，随着桥梁运营时间的增 有 限的。 所以 ， 壁箱梁腹板抗剪能力相对于普 薄 地发挥预应力 地效用 。可提供很大地混凝 土面 长 ，预应力钢束发生松弛效应 ，并且越来越 明 通 混凝土箱梁较小 ， 斜裂缝容易发生。 积用于预应 力柬地通过 ，更关键地是可提供较 显 。 在现代施工 中一般采用低松 弛钢绞线材料 ， ３结论 大地截面高度 ，使预应力束有较 大的力臂 。因 并且规范张拉工艺 ，但在具体操作中难免会 出 预应力箱梁在正常使用极限状态下不应该 此， 桥梁设计师可发挥箱梁和预应力地特点 ， 顶 现与规范不相吻合 的情况 ，力筋长期持荷加之 出现梁体裂缝 ， 但是 已建预应力混凝土箱梁桥 底板纵向钢束采用平弯和竖弯相结合 的空间 曲 混凝土收缩 徐变影 响，预应力损失也是相 当严 上 的开裂情况却非 常普遍 ，因此我对预应力混 线 ， 中锚 固在腹板顶部的承托 中（ 集 或锚固在腹 重的。同时，选用钢筋不合理也会引起横 向裂 凝土箱梁桥典 型裂缝成因进行了系统总结 。 望 板中）底板钢束尽可能靠 近腹板加厚板（ 。 齿板 ） 缝 ， 对于普通钢筋混凝土箱梁 ， 钢筋与混凝土的 能为混凝土箱梁 的设计和施工起到一定的参考 并在其上锚固。 粘结力对结构 的整体刚度和裂缝 的扩展有较大 价值。 ２ 预应力连续箱梁裂缝的产因 的影 响。 我们应该选用表面不光滑、 化学吸附作 参考文献 预应力连续箱梁的裂缝类型主要有 ： 边跨 用和握裹力都较强的预应力 钢筋 。 【１ １范立 础 ， 邦 安 ． 梁工 程 （ 册 ） ． 京： 民 顾 桥 上 ［ 北 人 Ｍ】 斜裂缝 ， 边跨水 平裂缝 ， 中跨斜裂缝 ， 中跨水平 ２ 腹板 斜裂缝 一般发 生在支 点至 １ 跨 交通 出版 社 ．０ ４ ． ２ ／ ４ ２０ ． 裂缝 ， 边跨 的水 平裂缝 、 斜裂缝 同时发生 ， 中跨 之 间 。 于 预 应 力 和 非 预 应力 箱 梁 ， 施工 阶段 『１ 海帆． 对 在 ２项 高等桥 梁结构理论ｆ ． Ｍ】 北京： 民交 人 的水平裂缝 、 斜裂 缝同时发生 ， 底板 、 顶板纵 向 以及在运营阶段 ， 腹板经常出现斜裂缝 ， 斜裂缝 通 出版 社 ． ０ ． ２ １ ０ 裂缝 ， 底板 、 顶板 横向裂缝 、 箱梁横 隔板的放射 同样有多种 因素引起 ， 有设计计算、 设计构造配 ｆ１ ３杨文化 ． 预应力 混凝 土连续箱梁桥腹板 抗裂 性裂缝 ， 预应力锚圊部位齿板 附近裂缝。 筋 、 工工艺 、 施 气候 条件 、 日常维护 、 荷载 工况 性研究『１ Ｄ． 长沙： 湖南大学，９ ９ １９ ． 预应 力混凝 土连续箱 梁裂缝 从成 因角度 等。部分因素在导致翼缘板出现横 向裂缝的同 『１ 性 凯 ． 州 华 南 大桥 箱 粱 裂 缝 的 初 步 分 析 ４陈 广 可分为 ： 由荷载效应 （ 弯矩 、 如 剪力 、 扭矩及 拉力 时也是腹板斜裂缝的主要原因， 首先 ， 预应 力损 中 国市 政 工 程 ， ９ ， ） ７ ２ ． １ ７（ ： － ９ ９ ３２ 等）引起的裂缝 、由４ ／ 变形或约束引起 的裂 失过大导致腹板主拉应力过 大，由于纵向预应 【１ ，Ｊ １￣ ， ５李少波． 混凝土桥梁上部 结构裂缝综述ｍ． 铁 缝， 主要包 括 ” 岩效应 ”地 基不均匀 沉降 、 力损失 的存在 ，部分预应力损失超过设计计算 道勘 测与设计，９ ８（） － ｏ 基 、 １９ ， ： １． １６ 混凝土收缩、外界温度的变化等、钢筋锈蚀裂 值导致截面抗弯承载力严重下降 ，从而产生翼 ｆ１ ６蔡斌． 续箱梁裂缝 问题探讨『 ． 肥工业 大 连 Ｊ合 １ 缝、 预加力 次效应 引起的裂缝、 建材原 因引起 的 缘板横 向裂缝。对于预应力混凝土薄壁箱梁结 学学报（ 自然科 学版） ０ ４ ７９：１７ １ ｌ． ， ０ ， ，） ０— ｌ１ ２ ２（ １ 裂缝。 构 ，预应力损失也是腹板斜裂缝 的主要病害原 根据裂缝产 生部位 的不 同我们可 将其 分 因，预应力损失量估计不足或者在实 际张拉过 为： 翼缘板横 向裂缝和腹板斜裂缝两种。 程中操作不 当引起应力损失量加大等情况经常 ２１ ． 翼缘板横 向裂缝一般发 生在 箱粱受纵 发生 ， 导致力筋的有效预应力达不到设计要求 ， 向弯矩较大处的受拉翼缘板处 ，横向裂缝一般 从而腹板因主拉应力超 过容许值而发生 开裂。 均发生在跨中底板翼缘 。 于连续箱粱 ， 对 横向裂 竖向预应 力钢筋较短 ，张拉后少量的回缩即可 缝还发生在支座负弯矩处 的顶板翼缘 ，并且 大 产生较大 的预应力损失 ，分批张拉产生的弹性 部分出现在距支点 ｌ 跨径范 围以内，越靠近 压缩可 以使预应力损失达 １ ％， ／ ３ １ 如果有超 张拉 支点裂缝越严重 ， 对于该类型裂缝 ， 主要有 以下 情况 ， 其损失率更 大。悬臂对称施工时， 挂篮 一 原 因引起 ， ， 首先 设计时翼缘板有 效分布宽度考 般后锚于竖向预应力螺纹钢上 ，在施 工荷载 的 虑不足 ， 薄壁箱梁翼缘板有效分 布宽度 问题实 作用下 ， 预应 力损失也 比较大。其次， 温度梯度 际上就是剪力滞问题 ，由于理论计算剪力滞效 过大会 导致腹板剪切应力过大 ，从而产生腹板 应较为繁琐 ， 不适于工程应用 ， 国普遍采用有 斜 裂缝 。在 阳光 充 足 的 地 区 ， 阳直 射 桥 面 ． 各 太 因
预应力混凝土梁桥的裂缝成因及其对策
预应力混凝土梁桥裂缝成因及其对策预应力梁桥〔包括简支梁、连续梁、连续刚构〕目前是我国修建最多桥梁。
在这些桥梁修建过程中与运营过程中，有时会发现梁体不同部位出现龟裂、横向、纵向与斜向裂缝。
裂缝一但出现，轻那么影响构造耐久性、重那么直接影响构造承载能力，甚至危及构造平安，值得予以重视，并应弄清裂缝产生原因，首先采取措施预防裂缝发生，一旦裂缝发生，那么必须采取适当措施，予以及时观察监测与处理，以保证桥梁平安与耐久性能。
]一、预应力梁桥裂缝种类及其原因1、预应力简支梁桥裂缝种类及其原因〔1〕龟裂预应力简支梁桥在预制时容易产生龟裂，其原因除了由于混凝土配比不适宜，个别混凝土浇筑不均匀外，在养护过程中洒水不及时，覆盖不严，采用蒸养时过快升、降温等均可能产生梁体外表龟裂。
〔2〕纵向裂缝纵向裂缝多发生在运营期间，其原因除了张拉力过大〔设计不合理或施工超张拉〕外，也与混凝土质量有关，如有一些铁路运营线上预应力混凝土简支梁，在运营10多年或20多年后出现沿纵向力筋裂缝，后通过调查确定为碱骨料反响导致混凝土承载力下降造成。
由于这种裂缝处于主要受力钢束部位，极易引起纵向钢束锈蚀，对构造影响非常大。
〔3〕横向裂缝横向裂缝多发生在运期间，超载、各种原因是预应力损失超过设计预想，都可能导致裂缝发生。
此外，由于徐变上拱发生与开展，在梁上翼缘也会产生横向裂缝，特别对活荷载比重较大铁路桥梁更是如此，而且随徐变开展，裂缝也会开展，而当桥上荷载较大时，这种裂缝又会暂时闭合。
〔4〕主拉应力方向斜裂缝这种裂缝一般发生在运营期间，且多在跨度四分之一附近区域腹板上，可以认为根本上是由于主拉应力方向抗裂平安储藏缺乏而造成。
2、预应力连续梁及连续刚构桥裂缝种类及其原因〔1〕外表龟裂与预应力简支梁类似，这种裂缝一般是由于连续梁与连续刚构在施工过程中养护不及时或温度变化较大时产生。
由于这类桥在国内大局部是采用悬臂灌注或支架法施工，高空养护条件比地面更差，极易因养护浇水不及时而造成混凝土外表干缩快，内部干缩慢，使外部混凝土受拉超过混凝土抗拉强度，产生开裂。
预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策
良好 的柔韧性 Ｂ Ｌ — Ｇ Ｒ Ｏ Ｕ Ｔ固化后 的韧性相 当高，即使存在震动机冲击 的影 响，裂缝 依然 保持良好的粘 结力。 良好 的渗 透力。灌注胶具有 ０ ． ３ ￣ ０ ５ Ｐ ａ ／ ｓ的黏度，因此具备相当强 的渗透 能力，进而 对灌注后 的一体化效果 与结合强度意义重大 。 良好 的抗 收缩 性。Ｂ Ｌ — Ｇ Ｒ Ｏ Ｕ Ｔ不含稀释 性溶剂，则固化后不存在收缩 问题 。 瞬 间固化 。Ｂ Ｌ — Ｇ Ｒ Ｏ Ｕ Ｔ的固化过程包括两大阶段，即临界温度到达前 ，Ｂ Ｌ － Ｇ Ｒ Ｏ Ｕ Ｔ保持
口 豳四 圈
・ 一
｛ 工程质量与管理
预应 力混凝 土箱梁桥腹板施 工裂缝成 因与对策
摘要： 预 应 力混凝 土连 续粱桥 是 一种预 应 力桥 梁 ， 其具 有整体 性 能好 、 施 工速 度快 、 施 工成本低 等 优 点 ， 目前该 类桥 梁 技术 的应 用
范围相 当广泛。 然而该类桥梁的整体质量却普遍受到裂缝问题的影响， 其中以腹板施工斜裂缝为甚。 预应力混凝土箱梁腹板施工裂缝 既影响 着桥 梁 的外观 ， 同时也 影响 着交通 安全 。鉴 于此 ， 本 文主 要 围绕 预应 力混凝 土箱 梁桥 腹板 施工 裂缝 的成 因与对 策展开 论述 。
１ Ｂ Ｉ Ｓ Ｃ Ｔ Ｅ 法 。由前 文可 知 ， 梁体 施 工裂 缝 问题 的存 在 不仅 影 响着 桥 梁工
图 １腹板 内预 应 力钢 柬布 置 图
程的整体施工质量， 同时也对桥梁使用寿命 的延长造成诸多不 良影响， 因此 必 须对 梁体 裂缝 问题 原 因处 理 ， 具 体 采用 Ｂ Ｉ Ｓ Ｃ Ｔ ＿ 法 。Ｂ Ｉ Ｓ Ｃ Ｔ ． 法 以Ｂ Ｌ － ＧＲ Ｏ Ｕ Ｔ 为 主要 修补 材 料 ， 该 修补材 料 的主 要力 学参 数 与优点 洋见 表 １ 。
探析预应力混凝土箱梁裂缝成因
谭 清 春
（ 龙 江 省 兴 隆 林 业 局 １ １ ０ ） 黑 ５ ８ １
形变 引起箱 梁应力重分布 ， 给结构带来 附加被动应 力。 由于 结 构 所 受 到 的 外 荷 载 不 变 ， 截 面 应 力增 加 是 由附 各 加 弯矩 不 断 变 化 引起 的 ， 加 弯 矩 随 时 间 不 断 增 加 ， 附 直 到混凝土徐变停滞为 止。 同 时 ， 应 力 松 弛 也 会 引 起 横 向裂 缝 ， 于预 应 力 预 对 混 凝 土 结 构 ， 梁 内部 预 应 力对 结 构 应 力 状 态 有 较 大 的 箱 １ 使 用混凝土箱梁 的优点 影 响 ， 着 桥 梁 运 营 时 间 的增 长 ， 应 力 钢 束 发 生 松 弛 随 预 在 已建 成 的 大跨 度 预 应 力 混凝 土 梁桥 中 ， 当跨 度 超 效 应 ， 且 越 来 越 明显 。在 现 代 施 工 中一 般 采 用 低 松 弛 并 过４ ｍ后 ， ０ 横截 面大 多采用箱 形截面 。其主 要优点是 ： 钢绞线 材料 ， 并且 规范张拉工 艺 ， 但在具体操作 中难 免 ①箱形 截面是 一种 闭口薄 壁截面 ， 其抗扭 刚度大 ， 截面 会 出现 与 规 范不 相 吻 合 的 情 况 ， 筋 长 期 持 荷 加 之 混凝 力 效率指标较 Ｔ 形截 面高 ， 结构 在施工和使 用过程中都具 土收缩 徐变影 响 ， 预应力损 失也是相 当严重 的 。同时 ， 有 良好 的 稳 定 性 。② 顶板 和底 板 面积 较 大 ， 有 效 地 承 选 用 钢 筋 不 合 理 也 会 引 起 横 向 裂缝 ， 于 普通 钢 筋 混凝 能 对 担 正 负 弯 矩 ， 能 满 足 配 筋 的需 要 ， 应 具 有 正 负 弯 矩 土 箱 梁 ， 并 适 钢筋 与 混 凝 土 的 粘 结 力 对 结 构 的 整 体 刚 度 和 裂 的结 构 ， 也更适 应于 主要承 受 负弯矩 的悬臂 梁 、 形 刚 缝 的 扩 展 有 较 大 的影 响 。 我们 应该 选 ， 表面 不 光 滑 、 Ｔ 【 ｝ ｊ 化 构 等 桥 型 。③ 适 应 现 代 化 施 工 方 法 的 要 求 。④ 承 重 结 学吸附作用和握 裹力都较 强的预 应力钢筋 。 构和传 力结构相 结合 ， 使各部件 共同受 力， 截面效 率高 ② 腹 板 斜 裂 缝 一 发 生在 支 点 至 １４ 之 问 。对 于 般 ／跨 并 适 合 预 应 力混 凝 土 结 构 的空 间布 束 ， 此 具 有 较好 的 预 应 力 和 非 预 应 力 箱 梁 ， 施 工 阶 段 以 及 在 运 营 阶段 ， 因 在 经济性 。⑤对 于宽桥 ， 由于 抗 扭 刚 度 大 ， 力 分 布 比 较 腹 板 经 常 出 现 斜 裂 缝 ， 裂 缝 同样 有 多 种 因素 引 起 ， 内 斜 有 均 匀 ， 中 无 需 设 置 横 隔 板 就 能 获 得 满 意 的 荷 载 横 向 分 设 计计算 、 计构造配 筋 、 工工艺 、 跨 设 施 气候条件 、 日常维 布 。⑥ 适 合 于 修 建 曲线 桥 ， 具 有 较 大 的适 应 性 。⑦ 能 护 、 载 工 况 等 。 部 分 因 素 在 导 致 翼 缘板 出现 横 向裂 缝 并 荷 很好适应布置管线等设施 。在设计上 ， 箱形截面可极 大 的同时也 是腹板斜 裂缝 的主要原 因， 首先 ， 预应力损失 地发挥 预应力地效 用 。可提供很大地 混凝 土面积用 于 过 大导致腹板主拉应 力过 大， 由于纵 向预 应力损 失的存 预应 力束地通过 ． 更关 键地是可提供 较大地截 面高度 ， 在 ， 部分预应 力损 失超过设计计 算值 导致截 面抗 弯承载 使预应力束有较大的 力臂 。因此 ， 桥梁设计 师可发挥 箱 力严 重 下 降 ， 而 产 生 翼缘 板横 向 裂缝 。 对于 预 应 力混 从 梁和预应力地特点 ， 顶底板纵 向钢 束采用平 弯和竖弯相 凝土 薄壁箱梁结构 ， 应力损失也是腹板斜裂缝 的｛要 预 结 合 的 空 间 曲线 ， 中锚 固 在 腹 板 顶 部 的 承 托 中 （ 锚 病 害原 因 ， 应 力损 失 量 估 计不 足或 者在 实际 张 拉 过 程 集 或 预 固 在 腹 板 中 ）底 板 钢 束 尽 可能 靠 近 腹 板 加 厚 板 （ 板 ） ， 齿 中操 作 不 当 引 起 应 力 损 失 量 加 大 等 情 况 经 常 发 生 ， 致 导 并 在 其 上锚 固 。 力筋 的有效 预应力达不到设 计要求 ， 从而腹板 因主拉 ２ 预 应 力 连 续 箱 梁 裂缝 的产 因 力超 过 容许 值 而 发 生 开 裂 。怪 向预 应 力 钢 筋 较 短 ， 拉 张 预应 力连续箱 梁的裂缝类 型主要有 ： 跨斜裂缝 ， 边 后 少 量 的 回缩 即 可 产 生 较 大 的 预 应 力损 失 ， 批 张 拉 产 分 边跨 水 平 裂 缝 ， 中跨 斜 裂缝 ， 跨 水 平裂 缝 ， 跨 的水 平 生 的弹性压缩 可以使预应力损失达１ ％ ， 中 边 如果有超张拉 １ 裂缝 、 裂 缝 同 时发 生 ， 斜 中跨 的 水 平 裂 缝 、 裂 缝 同时 发 情况 ， 损失率更 大 。悬臂 对称施工时 ， 篮一 般后锚 斜 其 挂 一 生， 底板 、 顶板纵 向裂缝 ， 底板 、 顶板横向裂缝 、 箱梁横隔 于 竖 向 预 应 力 螺 纹 钢 上 ， 施 工 荷 载 的 作 用 下 ， 应 力 在 预 板 的放 射 性 裂 缝 ， 应 力锚 固 部位 齿板 附近 裂 缝 。 预 损 失也 比较 大 。 其 次 ， 度 梯 度 过 大 会 导 致 腹 板 剪 切 应 温 预应力混凝土连续箱梁裂缝从成因角度可分为 ： 由 力 过 大 ， 而 产 生 腹 板 斜 裂 缝 。在 阳光 充 足 的 地 区 ， 从 太 荷载 效 应 （ 弯 矩 、 力 、 如 剪 扭矩 及拉 力等 ） 起 的 裂 缝 、 引 由 阳 直 射 桥 面 ， 因而 桥 面 板 温 度 急 剧 升 高 ， 近 水 面 的 底 靠 外加变形或约束引起的裂缝 ， 主要包括“ 基岩效应”地基 板 温 度 较 低 ， 者 形 成 温 度 梯 度 。对 于 目前 普 遍 采 用 的 、 两 不均 匀 沉 降 、 凝 土 收 缩 、 界 温 度 的 变 化 等 、 筋 锈 蚀 大 跨 度 、 截 面 箱 梁 ， 着 截 面 高 度 变 化 幅 度 的 增 加 及 混 外 钢 变 随 裂缝 、 加 力 次效 应 引 起 的裂 缝 、 材原 因引 起 的裂 缝 。 预 建 箱梁长度和支撑 约束的增加 ， 温度梯度应 力沿梁长方向 根据 裂缝 产 生 部 位 的 不 同 我 们 可将 其 分 为 ： 缘 板 变 化 较 快 ， 于 气 温 变 化 较 为 强 烈 的 地 区 ， 翼 对 由于 顶 板 翼 横 向裂 缝 和 腹 板 斜 裂 缝 两 种 。 缘受 外界 温度 影响 较大 ， 随外 界气温 变化波 动较 为明 ①翼缘板 横 向裂缝 一般发 生在箱梁受纵 向弯矩较 显 ， 致 腹 板 拉 压 应 力 交 替 频 繁 ， 应 力 幅 度 变 化 较 大 导 在 大处 的受 拉 翼 缘 板 处 ， 向裂 缝 一 般 均 发 生 在 跨 中底 板 的 区域 也 容 易 出 现斜 裂缝 。 横 翼缘 。对 于连 续箱梁 ， 向裂缝还发生在支座负弯矩处 横 同时 ， 腹板 抗 剪 强 度 设 计 值 不 足 也 会 造 成 腹 板斜 裂 的顶板翼缘 ． 且大部分 出现在距支 点１３ 径 范围 以 并 ／跨 缝 的 出 现 。设 计 薄 壁 箱 梁 的首 要 闩的是 减 轻 结 构 自重 ， 内 ， 靠 近 支 点 裂 缝 越 严 重 ， 于 该 类 型裂 缝 ， 要 有 以 越 对 主 降低材料使用量 ， 以其腹板与翼缘板设计厚度较薄。 所 下原 因 引起 ， 先 ， 计 时 翼 缘 板 有 效 分 布 宽 度 考 虑 不 箱 梁腹 板 面 积 与 抗 剪 承 载 力有 密切 的关 系 ． 薄 壁 箱 梁 首 设 而 足 ， 壁 箱 梁 翼 缘 板 有 效 分 布 宽 度 问题 实 际 上 就 是 剪 力 腹 板 面 积 与 普 通 箱 梁 相 比是 小得 多 得 ． 尢 预 应 力 作 用 薄 在 滞 问题 ， 由于理论计 算剪 力滞效 应较为繁琐 ， 不适 于工 情况 Ｆ， 腹板依 靠提高腹板的箍筋配筋率和弯起 钢筋得 程 应 用 ， 国 普 遍 采 用 有 效 分 布 宽 度 的 概 念 。 由于 剪 力 数 量 来 提 高 其 抗 剪 能 力 。但 是 在 腹 板 厚 度 有 限 的 条件 各 滞效应 的考虑 不足或计 算值 安全储 备较低 ， 在一些特 殊 下 ， 其提高值 亦是有 限的 。所 以， 薄壁 箱梁腹板抗剪能 荷载工况 下容 易发 生应力过度 集中， 腹板处翼缘 应力波 力相对 于普通混凝土箱梁较小 ， 斜裂缝 容易发生 。 峰超过允许值 ， 因而首先在该处发生横向裂缝。在 多年 ３ 结语 反复荷载 的作 用下 ， 裂缝横 向发展 ， 向翼缘板 中部扩展 ， 预应 力箱梁在 正常使用 极限状态 下不应该 出现粱 以 至 于 形 成 横 向 通 缝 。对 于 薄 壁 箱 梁桥 的 翼 缘 板 横 向 体裂缝 ， 但是 已建预 应力混凝土箱 梁桥 上的开裂情况却 裂缝 ， 害原因 多归于此 。其次 ， 病 混凝 土徐变引起横 向 非 常普遍 ， 因此我对 预应 力混凝土 箱粱桥典 型裂缝成 冈 裂 缝 ， 长期 荷 载 作 用 下 ， 混 凝 徐 变 影 响 ， 梁在 运 进 行 了 系统 总结 ， 能 为 混凝 土 箱 梁 的设 汁和 施 工 起 到 在 受 ｔ 箱 望 营 ６ ～７ 后 跨 中 均 有 不 同 程 度 的 下 挠 现 象 。较 大 的 年 年 定的参考价值 。
论预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施
论预应力箱梁梁体裂缝成因分析及防护措施
预应力箱梁是一种应用预应力技术制作的梁体结构，具有结构强度高、刚度好、跨度大等优点，广泛应用于桥梁工程中。
在使用过程中，预应力箱梁出现裂缝是常见问题，需要对其成因进行分析并采取相应的防护措施。
预应力箱梁梁体裂缝的成因主要有以下几方面：
1. 施工工艺问题：预应力箱梁施工过程中，如预应力钢束张拉过程中的冻结、锚固不牢固等问题，都有可能导致梁体出现裂缝。
2. 动力荷载：桥梁在使用过程中，受到动态荷载的作用，如车辆行驶、风荷载等，这些荷载可能会导致梁体出现裂缝。
3. 温度变化：温度变化是导致预应力箱梁梁体裂缝的常见原因。
在夏季高温和冬季低温的情况下，梁体受到昼夜温差的影响，产生膨胀和收缩，从而引起裂缝。
1. 施工质量控制：要加强对预应力箱梁施工过程中各环节的质量控制，特别是预应力钢束张拉过程中的冻结和锚固质量，以确保施工质量符合规范要求，避免由此引起的裂缝问题。
2. 结构设计优化：在预应力箱梁的结构设计中，要充分考虑到梁体在受力和温度变化等情况下的变形情况，尽量减小梁体的应力和变形，以降低裂缝的产生风险。
3. 增强监测：对于已经建造完成的预应力箱梁，可以采用结构监测技术对其进行实时监测，及时发现裂缝的出现，并对裂缝进行修复和加固。
4. 使用维护：对于预应力箱梁，要加强定期的维护工作，及时清理梁体表面的杂物和水泥砂浆，以避免裂缝进一步扩大。
预应力箱梁梁体裂缝的成因主要涉及施工工艺问题、动力荷载和温度变化等因素，通过加强施工质量控制、结构设计优化、增强监测以及使用维护等手段，可以有效减少和防护预应力箱梁梁体裂缝的发生。
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预应力砼箱梁裂缝成因分析
摘要：预应力砼箱梁由于具有结构轻盈、抗弯、抗扭性能优良等众多优点，在
桥梁建设中得到了广泛的应用。
本文探讨了预应力砼箱梁裂缝产生的成因及防治
措施。
关键词：预应力砼箱梁；裂缝成因；防治措施
随着公路建设的迅猛发展，大跨径预应力砼连续箱梁桥由于其良好的受力性
能和维修简便的特点而得到广泛的应用。
同时，由于诸多原因，工程实际中的此
类桥梁经常出现各种不同性质的裂缝，破坏了桥梁美观，影响了桥梁结构的承载
安全性与使用耐久性。
一、裂缝产生的原因分析
1、腹板斜裂缝通常发生在支点至1/4跨之间，通常是因剪应力过大和张拉应力超过砼抗拉强度所致。
造成这种情况的因素有设计计算、设计构造配筋施工工
艺等。
对预应力混凝土薄壁箱梁结构，造成腹板斜裂缝的主要原因是预应力损失，因预应力损失量估计不足或在实际张拉过程中操作不当引起预应力损失量增加等，致使预应力筋的有效预应力不能满足设计要求，导致腹板因主拉应力超过混凝土
抗拉强度的允许值而开裂，当荷载进一步增大时，裂缝会逐渐向受拉区发展，开
裂严重时缝隙可能沿腹板贯通。
2、梁底纵向裂缝的原因有如下几方面：1）箱梁内、外温差会导致箱梁纵向
裂缝；2）在施工过程中，若砼强度未达到张拉条件的情况下进行构件张拉，很
容易引起横向拉伸应变超过混凝土的实际极限拉伸应变，从而产生纵向裂缝；3）若底板出现错台而导致预应力束出现折角，则由于预应力束产生的径向力在折角
处较为集中，这使底板容易产生纵向裂缝；4）箱梁横向刚度不足，横向挠度过大，在箱梁底板容易产生纵向裂缝；5）对合龙段，因对横向变形的控制不够重视，段内砼横向收缩比纵向大，新旧梁段的收缩差易产生纵向裂缝；6）在施工
过程中，波纹管的偏差和顶、底板保护层厚度不够等也会产生纵向裂缝。
3、支撑处顶板或跨中底板横向裂缝产生的原因：1）预应力设计不合理，梁
在收缩徐变和钢束松弛的影响下，预应力损失过大，致使腹板主拉应力过大。
因
纵向预应力损失的存在，部分预应力损失超过设计计算值，造成截面抗弯承载力
严重下降，弯矩最大截面的混凝土抗拉区超过混凝土抗拉强度的应力，从而造成
翼缘板或底板横向裂缝；2）预应力砼箱梁骨架钢筋多，施工较为困难，骨架钢
筋安装位置，箍筋的制作和安装等很难满足设计要求，尤其是横梁处钢筋密度较大，制作和安装更难以满足设计要求，而且施工人员在施工中出现失误，这对今
后箱梁产生裂缝埋下隐患，可能导致横向裂缝的形成；3）箱梁混凝土浇筑前没
有按设计要求进行支架预压，在混凝土浇筑过程中，支架随着混凝土浇筑量的增
加而发生不均匀沉降，导致箱梁梁体在张拉前在其自身梁体结构的自重下开裂；4）纵向预应力钢束张拉，张拉应力未达到设计张拉应力值，在拆除支架后，梁
体出现横向裂缝。
4、箱梁底板崩裂。
一般情况下，底板预应力引起的径向力大于箍筋所能承
受的最大作用力，致使底板砼崩裂。
而径向力的产生是在使用变高度预应力混凝
土箱梁时，底板在竖向平面上有一定的曲率，预应力钢束必须根据曲率布置，一
定曲率的钢束在张拉后，必然会产生一个向下的径向分力，这个力通常称为径向
力。
当径向力作用时，会受到两腹板之间底板横向弯曲的抵抗，当径向力大于底
板阻力时，底板就可能产生崩裂现象。
一般情况下，设计单位在设计变高度预应
力混凝土箱梁时，通常会考虑使这个径向力小于箍筋所能承受的荷载。
但在实际
施工过程中，会因各种因素使梁底实际线形与理论线形产生一定的偏差。
因预应
力钢束是沿底板行走，底板的偏离必然会导致预应力钢束的偏离，从而导致径向
力存在较大偏差。
二、预应力砼箱梁裂缝防治措施
1、对预应力混凝土连续箱梁桥，应考虑支座开裂后的内力重分布，正确计
算跨中及支座处的弯矩，根据弯矩合理配置纵向预应力钢筋，防止顶底板弯曲开裂。
2、对支座附近的腹板，应保守考虑竖向预应力钢筋弹性压缩损失，合理配
置竖向预应力钢筋，加上构造钢筋和纵向预应力钢筋在支座处的弯起段一起抵抗
主拉应力，避免腹板斜向开裂。
3、对箱梁畸变和横向弯曲产生的附加应力，可以通过加厚顶底板，加密横
隔板或采用布置横向预应力钢筋来抵抗，以免造成纵向开裂。
对垂直平面处具有
一定曲率的变高度预应力混凝土连续箱梁的底板，可以通过布置横向预应力钢筋，或加厚底板截面尺寸来抵抗纵向预应力钢筋的曲率引起的向下径向荷载，避免顶、底板纵向开裂。
大跨度预应力混凝土连续箱梁桥压应力储备不应大于2 MPa，避
免因压应力储备过大造成顶、底板纵向开裂。
4、对底板保护层混凝土劈裂裂缝，设计时应参考规范要求，保证混凝土保
护层的厚度。
变高度预应力混凝土连续箱梁的底板，在垂直平面处具有一定的曲率，若底板的混凝土保护层过薄，应根据径向分布荷载设置平衡箍筋，将这部分
力通过平衡箍筋传递于上层钢筋，使全底板共同参与受力，防止底板保护层混凝
土劈裂。
5、设计预应力钢筋砼箱梁（特别是大跨度、薄壁结构）时，借助有限元分
析软件进行全面细致的空间分析，以此全面了解桥梁的受力情况，合理配置钢筋，确保预应力钢筋砼箱梁拉应力和剪应力主要由钢筋承担。
另外，在结构设计时，
应严格遵守规范对裂缝宽度的要求，并考虑混凝土与周围环境的关系，注重普通
钢筋对控制裂缝的影响，纵向预应力钢筋对裂缝的作用，以及结构与载荷状态之
间的关系，这些都对裂缝控制有较大的影响，应给予重视。
同时，针对变高度预
应力连续梁立面设计时，截面应尽量采用相对平缓的曲线，尽量避免使用大吨位
预应力筋束，以减小径向力，防患于未然，同时应合理设置底板箍筋，进而起到“防崩”作用。
6、采取对砼保温，防止砼水分蒸发措施，研究制定专门的砼箱梁桥梁的施
工规范，防止砼箱梁桥早期开裂，推广高性能砼技术，降低水泥用量，防止砼箱
梁早期开裂。
全面加强砼质量控制，确保砼质量稳定，从而满足钢筋砼箱梁抗拉
性能要求。
7、加强对钢筋制作与安装的质量管理，使钢筋制作与安装符合设计要求，
提升施工人员队伍素质，严格执行施工规范，按设计施工控制指标对整个施工过
程进行严格控制，全面加强预应力钢筋砼箱梁施工质量管理，进而确保施工质量。
另外，在混凝土配合比设计时，设计人员应综合考虑各种因素对混凝土裂缝
的影响，正确合理地设计混凝土配合比，减少水泥用量，降低水灰比，从而达到
降低混凝土体积收缩。
尽量避免使用碱性骨料，由于碱骨料出现在混凝土内部时，会引起其发生膨胀，导致出现裂缝现象。
同时，在浇筑混凝土时，应分层对称进
行浇筑，振捣及时并到位，合理控制浇注间隔时间，预防前后混凝土凝结时间存
在较大差异，导致混凝土收缩变形不一致，致使混凝土裂缝的产生。
8、在工期允许的情况下，拆架时间尽量延迟，拆架的顺序一定要注意。
拆
架时一定要先翼板后底板，并必须从跨中对称往两边拆。
当跨度大于20m时，支架拆除宜分两阶段进行，先从跨中对称往两端松一次架，再对称从跨中往两端拆，而且在整个拆架过程中，必须有技术人员跟班指挥与检查；多跨连续箱梁应同时
从跨中对称拆架，如单跨拆架，需进行施工应力验算。
三、结语
混凝土裂缝是一个较为复杂的问题，它涉及到混凝土的材料性质、施工和环境、结构和构造等因素，多种因素相互影响。
当前，我国大跨度预应力混凝土连
续箱梁桥大多按全预应力结构设计，即理论上要求结构不需要拉应力。
然而，在
已建桥梁中，已发现一些桥梁产生裂缝，并且裂缝产生的性质和特征不同，因此
研究其裂缝成因具有重要的意义。
参考文献
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