桥梁工程预应力空心板裂缝原因分析及控制
摘 要：作为桥梁的主要承重构件，预应力混凝土空心板的质量直接决定着整个桥梁工程的质量，而混凝土表面出现裂缝则是桥梁工程最常见和频繁出现的原因，因此做好桥梁工程预应力混凝土空心板的原因分析和控制就显得尤为重要。文章在从混凝土材料本身的性质、设计方面的因素、施工方面的因素等多个方面论述桥梁工程预应力空心板裂缝成因的基础上，提出了相应的预防措施。
关键词：预应力空心板；桥梁工程；裂缝
中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0138-02
桥梁主要承重构件就是预应力混凝土空心板，其质量直接关乎整个桥梁工程的质量。然而，桥梁工程中最容易出现和最常见的问题就是预应力空心板的混凝土表面出现裂缝。在实际的工程中可以发现裂缝主要有微观裂缝和宏观裂缝，其中宏观裂缝是指宽度在0.05 m以上的裂缝，而微观裂缝则是混泥土本身所固有的、肉眼不可视的裂缝。虽然混凝土表面的裂缝并不足以影响预应力空心板的正常使用，然而其由于会增加混凝土的渗透性，造成混凝土表面大量暴露而导致混凝土的过早老化，从而致使混凝土的强度降低而导致混凝土的使用寿命降低。本文分析了预应力混凝土空心板出现裂缝的原因，并提出了相应的对策。
1 预应力空心板裂缝形成的原因
一般来说，预应力空心板裂缝形成的原因主要包括混凝土材料问题、前期设计问题和后期施工的问题。
1.1 混凝土材料
1.1.1 收缩裂缝
毫无疑问的是，混凝土的干燥过程是从表面开始的，而后从表面直达而逐步扩展内部的，由此这就使混凝土内部的含水量呈一个梯度分布，这造成的一个直接后果就是表面水分减少而收缩大且迅速，而在混凝土的内部则呈不均匀的收缩分布，由此就导致混凝土的表面承受来自混凝土收缩而产生的向内的拉力，而与之相反的则是其内部承受压力。混凝土表面产生的拉力受到混凝土收缩的速度和其含水量的影响，随着速度的增加和含水量的减少，一旦达到一个程度的时候在，混凝土表面所产生的拉力导致混凝土本身的抗体强度无法承受而出现了收缩裂缝。在此，可以发现收缩裂缝的出现主要是由于混凝土干燥过程的物理性质而导致的。
1.1.2 温度裂缝
由于水泥的水化会导致放热，阳光照射则会产生温度升高，夜间太阳辐射减少则会导致温度的减低，正是因为上述原因所出现的温度变化导致混凝土发生改变。众所周知的是热胀冷缩，对于混凝土而言，这一原理同样也适用。因此，一旦温度升高的时候，混凝土的则会发生膨胀，一旦温度降低则会发生收缩，这种热胀冷缩所产生的温度应力直接影响混凝土的抗拉强度。温度应力在混凝土的抗体强度之内则是安全的，而一旦超过了混凝土抗拉强度则会出现裂缝，这种裂缝就称之为温度裂缝。由此观之，温度裂缝顾名思义就是由温度变化而引起的裂缝。
1.1.3 徐变作用
所谓徐变则是物体在荷载作用下，其变形情况随着时间增长而增加，而荷载的大小则基本对其没有影响。混凝土在长期应力的作用下而导致徐变随着时间的增长而持续增长。据相关研究指出，混凝土的徐变一般是在1个月之后完成一半作用的徐变，而在接下来的两年时间里则可以基本完成徐变。然而，较大的徐变会导致预应力空心板的构件出现弯矩而增加预应力空心板的剪应力，最后就会出现裂缝。
1.2 设计问题
1.2.1 设计计算阶段
在设计计算阶段的主要问题包括以下几个问题：结构计算没有计算或者计算不完整；计算模型不合理；荷载出现少算或者漏算，没有正确估量地震和台风等特殊载荷；次应力作用忽略；结构物的沉降差异的计算错误；无法正确的计算构建断面的尺寸，由此造成钢筋用量不足。上述设计计算阶段的错误都有可能造成预应力混凝土空心板出现裂缝。
1.2.2 混凝土的配合比例问题
混凝土的主要是由水泥、水、粗骨料等组合而成的，各个组成部分之间有着严格的比例限制，一旦配合比例出现问题则会造成裂缝的产生。如水泥过量则导致混凝土的凝结收缩量增加而易出现表面裂缝。水灰比例过大则造成粗骨料沉降而致使水分上升的离析现象出现。
1.3 施工问题
1.3.1 混凝土拌和浇筑问题
主要就是在搅拌的时候搅拌不均匀或者搅拌时间过长；搅拌之后没有及时浇筑，浇筑时间间隔过长；浇筑顺序不严格按照标准；振捣不实，坍落度过大、骨料下沉、泌水等问题的出现；在接缝的地方，没有采取合理工序。
1.3.2 内模胶囊问题
混凝土浇筑过程中所产生的浮力作用于胶囊之内，胶囊没有可靠固定则会致使内膜胶囊上浮而造成裂缝的出现。
1.3.3 抽拔胶囊问题
由于养护温度和混凝土的质量直接影响抽拔胶囊，所以要根据实际情况做好测算。一旦抽拔过早则出现“粘皮”现象，从而影响混凝浇筑的质量而出现裂缝。
1.3.4 混凝土养护问题
混凝土在进行拆模之后还要及时进行养护，养护不合理则会造成干缩裂缝的形成。此外，外界温度过低的时候，保温材料的覆盖也非常容易造成裂缝的出现。
1.3.5 预应力管道在施工放线过程中的问题
在施工放线过程中，预应力管道放置不准确则很容易造成管道局部粗糙甚至弯折现象，从而导致弯折处的径向力的突变。此外，定位钢筋间距增加也容易导致预应力管道出现弯沉和起伏。
2 裂缝的控制
2.1 裂缝的控制处理
2.1.1 表面修补法
表面修补法主要是在打毛和清洗的混凝土的表面上填入油灰状树脂之后再铺设薄膜。如果只是为了防水则可以在混凝土的表面涂刷沥青。表面修补发的效果和优点是显著易见的，其可以有效的修补裂缝，从而保持构件表面的美观和延长使用寿命，但是该法只适用于较窄的裂缝。
2.2.2 充填法
充填法则比较适合于裂缝较大的修补，其操作流程主要是将混凝土的表面给凿开之后，将槽内碎片、杂物清楚，然后再填充入树脂砂浆材料、水泥砂浆或沥青等材料都可以，在填充料硬化之后则使用相关工具将其磨光即可。
2.2.3 注入法
注入法首先是在裂缝的地方先安置一注入用管，而在裂缝周围则采取表面处理法固定，之后使用电动泵或手动泵将低粘度环氧树脂注入即可。注入比较适用于宽度小且深的裂缝，据相关研究指出，在裂缝宽度大于0.2 mm的时候，注入法能获得最大的效果。
2.2 裂缝的预防处理
2.2.1 原材料的质量把关
原材料的质量直接影响着裂缝的形成，因此要选择优质的原材料，相应的混凝土则要选用相应的水泥。一般来说作为细集料的中砂，其Mx要大于2.6，含泥量则要低于2%。在粗骨料的选择上，则以质地坚硬、级配良好的碎石为宜。一般来说碎石的压碎值以低于12%、针片状颗粒含量小于5%为宜。
2.2.2 控制混凝土的混合比例
施工要严格按照合理的设计配比进行施工配比，加强对水灰比的控制，视情况使用塑化剂和减水剂。
2.2.3 混凝土的搅拌和浇筑
由于混凝土搅拌的时间长或者短都会影响材料的结构，进而导致混凝土裂缝的出现。因此，在搅拌的时候要特别注意搅拌的时间。一般来说，混凝土搅拌的最佳时间为2 min。混凝土的搅拌之时，要密切关注混凝土的坍落度，严格监控用水量。在搅拌完了之后，要及时对混凝土进行浇筑。在浇筑时则选择温度较低的时刻一次性浇筑完为宜。一般而言，采取插入式振捣器施工则要特别注意振捣器的移动间距，一般以作用半径的1.5倍为宜。
2.2.4 混凝土养护
混凝土的养护对预防裂缝的作用是非常大的，因为前文所言的收缩裂缝和温度裂缝其实在很大程度上就是由于混凝土的养护不到味。因此，可以欢聚说说，混凝土养护的好坏则在很大程度上决定着裂缝出现的次数。混凝土浇筑收浆之后要立刻采取相关措施确保混凝士表面保持在湿润，主要以覆盖和洒水养护为主。对于水泥水化过程出现的热量，可以在侧模外撒水以降低温度。
3 结 语
综上可知，在分析桥梁工程预应力空心板裂缝成因的基础上，积极采取相关补救措施，定能确保预应力空心板的质量，从而保证整个桥梁工程的质量。文章已经指出原材料的选择、设计和施工的问题而导致裂缝的出现，因此在预防预应力空心板出现裂缝的时候要对症下药，积极采取有效的措施确保预应力空心板的质量。这不仅可以提高产品的质量，也可以提高企业的声誉，进而促使企业获得良好的经济效益和社会效益。
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