预应力混凝土箱梁裂缝成因分析及处治

陕西省榆靖高速公路桥梁施工中，在预制20米预应力混凝土箱梁时，跨中隔板左右两侧出现不同程度的裂缝。经建设单位、监理、业主、设计单位及有关专家现场分析处理，得到了很好的控制，取得了满意的效果。
裂缝及分析
裂缝是混凝土结构中常见的现象。一类是由外荷载引起的裂缝，也称结构裂缝或应力裂缝，表明结构的承载能力可能不足或存在严重问题，在结构设计时综合考虑设计荷载即可预防；另一种裂缝是由变形引起的，也称为非结构性裂缝，是指如果变形得不到满足，构件内部就会产生自应力，当自应力超过混凝土的容许应力时，混凝土就会开裂。两类裂缝中，变形裂缝约占80%。这种裂缝产生的原因有:
(1)混凝土浇筑后处于塑性阶段，混凝土骨料沉降和混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。
(2)裂缝是混凝土凝固过程中收缩引起的。
(3)由于温度变化引起的裂缝，结构随温度变化热胀冷缩。当这种温度变化受到抑制时，混凝土中就会产生应力。当这种应力超过混凝土的开裂强度时，混凝土就会开裂，即产生温度裂缝。
(4)施工不当造成的裂缝。
从裂缝情况来看，裂缝的分布位置、方向和出现时间都有一定的规律性。裂缝都分布在跨中横板处，只有腹板开裂，两侧对称。时间一般在撕后两天左右。因为我们的施工方案合理，施工工艺符合质量控制要求，混凝土配合比和坍落度符合质量要求，但由于现场施工温度高达25℃左右，裂缝产生的主要原因是温度应力造成的。
温度应力包括内部约束应力和外部约束应力。内部约束应力是指在非线性温差的作用下，由于结构中某一组成单元内纤维之间的温度和应变不同而产生的约束引起的应力。外约束应力是指结构内部各构件因温度不同而变形或结构外部超静定约束而产生的应力，不能实现自由变形。
裂缝的预防和外部处理措施
1。由混凝土质量引起的非结构性裂缝可通过以下措施预防:控制和提高水灰比，降低砂率，增加骨料用量，严格控制坍落度，混凝土凝结时间不宜过短，下料不宜过快。高温季节，注意缓凝措施，避免水分剧烈蒸发，压实混凝土；改进现场混凝土施工工艺，注意混凝土施工的防水、养护和保温；结构内部设置抗裂钢筋，提高混凝土的抗裂性能；一旦出现裂缝，可以用固化剂和丙酮按1∶0.5∶ 0.25的比例混合的环氧树脂进行修补。用钢刷清理裂缝周围5cm以内的混凝土，用酒精清洗，再用丙酮擦洗，涂环氧树脂，贴玻璃布，再涂一层环氧树脂。玻璃应煮沸并用5%苏打水脱脂，用清水冲洗并干燥。这种封闭处理可以保证梁体内的钢筋在以后的运营过程中不会被大气腐蚀，提高结构的使用寿命。
2。由于现行的《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》对温度荷载引起的横向温度应力重视不够，因此在设计中应予以重视，可采取配置足够的温度应力钢筋、增加结构安全储备等措施来防止裂缝的产生(施工中我们改变了设计，将腹板纵向钢筋增加了一倍)；同时，在施工过程中，尽量在低温下浇筑混凝土(早施工或晚施工)。炎热天气浇筑混凝土时，应降低水温进行搅拌，选择水化热小、收缩小的水灰比，合理使用减水剂，加强振捣降低水化热，提高混凝土的密实度和抗拉强度，保持混凝土湿润。同时可在腹板内留通风孔拆除模板，达到抗拉强度时，及时张拉灌浆。