摘要：
从实际工程出发，重点分析桥梁工程预应力空心板裂缝的原因，并提出相应的解决措施，结论证实，为了避免桥梁工程预应力空心板裂缝的出现，可以针对不同的裂缝类型，采用相应的控制措施，以保证桥梁工程的使用功能和服务年限。
关键词：
预应力空心板；裂缝原因；解决措施
0引言
预应力空心板是桥梁结构的重要组成部分，预应力空心板的施工质量直接决定桥梁工程的整体质量，实际工程中，预应力空心板裂缝是桥梁工程十分常见的问题，会对混凝土的抗拉强度和渗透性产生明显影响，进而缩短桥梁工程的服务年限，本文将以混凝土裂缝理论为基础，重点分析实际桥梁工程预应力空心板裂缝的形成原因，并有针对性地探讨解决措施。
1预应力空心板裂缝形成原因
1.1设计原因
1.1.1预应力空心板的厚度较薄
本工程中，预应力空心板的截面形式采用宽幅式，这种形式可以减少预制梁的使用数量，缩短施工周期，降低工程成本，但是，预应力空心板宽度增加时，还需要满足结构轻型化的要求，因此，截面挖空率就必然增大。桥梁设计过程中，顶板、腹板和底板的厚度相应降低，然而这种结构需要的施工精度非常高，施工过程中，一旦出现细微疏忽，保护层的厚度将不符合规定，使得预应力空心板的碳化速度提升，加快钢筋的锈蚀速度，最终影响桥梁工程的耐久性。
1.1.2狭缝形式影响桥梁工程的整体性能
本工程采用深狭缝的形式，深铰与窄缝通过填充混凝土，相应减弱了传递弯矩的作用，基本满足横向铰接板法假定的受力形式，其优势在于接缝狭窄，相比于深宽缝形式来说，截面挖空率更高，结构自重更轻，工程造价更低，同时铰缝间混凝土的施工质量也相对较高。深狭缝形式也存在一定的不足，比如接缝之间联系比较薄弱，结构整体性能较差，横向联结能力不足等，直接影响铺装层的受力情况。由于预应力空心板的铰缝之间没有配置钢筋，仅在对应的桥面区域配置一定量的铰缝筋，当车辆荷载长时间作用于该区域时，铰缝会产生严重的破坏，导致空心板的横向联结能力下降，降低桥梁工程的使用功能。
1.2材料原因
1.2.1混凝土材料原因
混凝土材料的抗拉强度较低、弹性模量较高，理论研究表明，混凝土属于非均质材料，是水分、气体、水泥石和骨料等物质的混合体，当环境条件发生变化时，混凝土将逐渐硬化，并伴随相应的形变，这种形变具有一定的不均匀性，其中，水泥石的收缩变形比骨料的收缩变形大，这是由于骨料的膨胀系数小于水泥石的膨胀系数，两者的不均匀变形形成相应的约束应力，在约束应力的作用下，会产生细微的裂缝，裂缝宽度不超过0.005cm，这些微裂缝在外界条件变化的情况下会逐渐扩大，最终转变为宏观裂缝。
1.2.2钢筋材料和预应力材料
当保护层厚度不足或者混凝土的质量较差时，在二氧化碳的作用下，钢筋表面形成碳化腐蚀效应，破坏钢筋表面的氧化膜，导致钢筋中的铁离子与水分、氧气作用，锈蚀物的体积明显增加，锈蚀速率也明显加快，基本可以达到常规腐蚀速率的2～4倍左右，形成的膨胀压力直接导致混凝土保护层的破坏，在钢筋的纵向方向上，会出现预应力空心板裂缝。
1.3施工原因
1.3.1预应力空心板底板混凝土施工质量的原因
本工程预应力空心板预制采用一次性装模形式，空心板混凝土浇筑一次成型，上文提到，预应力混凝土空心板的板宽较大、底板厚度较小，浇筑过程中底板混凝土不能采用直接振捣密实的处理方式，而是通过两侧混凝土的挤压效应，让混凝土流入到预应力空心板的底板中以满足填充要求，但是，流入到预应力空心板底板中的混凝土主要是水泥砂浆，若混凝土采用的骨料粒径较大，水灰比选择不适宜，就可能出现预应力空心板底板浇筑不密实的问题，影响底板混凝土浇筑的质量。混凝土强度不满足相关规定，也会出现板底钢筋锈蚀的问题，引起渗水、漏水现象。预应力空心板底板是预应力作用的重要承担结构，局部区域还需要承担预应力筋弯曲伴随的径向力，因此，预应力空心板底板混凝土的浇筑质量，将对桥梁工程的抗裂性能和服务年限产生明显影响。
1.3.2预应力空心板张拉作用后，会产生相应的拉应力
在纵向压力的作用下，混凝土构件纵向长度缩短，同时，由于材料泊松效应存在，混凝土构件的横向长度增大形成拉应变。变形的梁体受到预应力筋的反向作用力，使得空心板梁出现上拱变形，而预应力筋受到张力作用始终维持直线状态，因此，由于预应力筋的作用，上拱变形的空心板梁会形成一定的径向力。预应力钢筋的径向力相当于底板承受一定量附加径向荷载，在这部分力的作用下，预应力空心板底板扁波纹管形成横向拉应力，最终导致预应力空心板底板出现裂缝。
2预应力空心板裂缝控制措施
2.1纵向裂缝控制措施
纵向裂缝主要为受力裂缝，因此，应该从设计入手，合理设计界面，选择合适的预应力度，如果桥梁的跨度较大或者桥面较宽，应该适当降低横向预应力，同时，重点处理锚下局部应力，特殊区域设计时，可以采取相应的锚下局部应力试验，避免混凝土受力不均匀的问题出现。若因为预应力度选择或者截面设计不合理而产生裂缝，就应该明确预应力的超出范围，如果应力超出范围不大，可以采用改性环氧混凝土处理裂缝，如果应力超出范围较大，可以采用增设体外预应力或者截面加固的方式进行处理，严重情况下必须进行重做处理。
2.2横向裂缝控制措施
桥梁工程运营期间，在车辆荷载的积累效应作用下会产生一定量的横向裂缝，一般情况下，应该根据加活载后的下翼缘受力情况、加恒载后的上翼缘受力情况和梁的纵向刚度要求，在允许范围内适当降低预应力度。对于连续钢结构桥，应该进行相应的徐变试验，预留出张拉孔道，为预应力空心板出现裂缝做准备，并调整梁的受力情况，对裂缝进行闭合处理。当采用顶推法进行施工时，在施工过程中或者施工结束后形成的裂缝最好采用环氧树脂进行封闭处理，避免有害气体侵入、钢筋腐蚀等问题，提高桥梁结构的安全性能和耐久性能。
2.3龟裂裂缝控制措施
预防收缩裂缝的产生，必须合理配置钢筋数量，适当降低水灰比，同时，混凝土浇筑结束后应该立即采取养护措施，浇水养护并及时养生。对于温变裂缝来说，首先在材料选取时，尽量采用水化热较低的水泥，并配置适量的构造钢筋；其次，采用蒸汽养生的梁，合理掌握开始的升温时间和结束的降温时间，根据相关要求缓慢提升和降低梁体混凝土的温度，寒冷地区梁体混凝土浇筑过程中，必须采用有效的保温措施。在新旧混凝土连接的位置，两种混凝土之间温度存在一定差异，新混凝土硬化时会出现收缩受阻的问题，进而出现混凝土开裂问题，这种情况可以通过降低温差和增设构造钢筋的方式进行处理。龟裂裂缝的深度和宽度通常较小，不会对桥梁结构的受力状况产生影响，只是影响桥梁结构的美观，因此，可以采用外部涂刷的方式避免钢筋腐蚀。
3结语
桥梁工程预应力空心板裂缝的产生原因很多，包括设计疏漏、建筑材料和施工不当等，因此，为了避免桥梁工程预应力空心板裂缝的出现，可以针对不同的裂缝类型，采用相应的控制措施，以保证桥梁工程的使用功能和服务年限。
作者：郑鹏 单位：江西省公路工程有限责任公司
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