浅析连续刚构箱梁腹板裂缝成因__集群智慧云科服

【摘要】从设计及施工的角度，简要分析了连续刚构腹板裂缝产生的原因
　　【关键词】连续刚构裂缝成因
　　前言
　　箱梁裂缝是预应力混凝土连续刚构主要病害之一，在这些裂缝之中，箱梁腹板裂缝相对比较重要，箱梁腹板的斜裂缝基本上属于主拉应力裂缝。已建成的很多连续刚构，主拉应力状态都是严格按照规范限值设计的，而规范的限值又距离混凝土的开裂强度仍有一定的差距，混凝土的主拉应力只有达到了混凝土的极限抗拉强度时才会开裂，因此从理论上讲箱梁腹板应该不会出现裂缝，笔者根据自已多年的实践经验从以下几个方面剖析一下。
　　一箱梁腹板裂缝的分类及成因
　　预应力混凝土连续刚构箱梁裂缝按期形状特点，可分为腹板斜裂缝，即主拉应力裂缝；顺桥向的纵向裂缝，垂直裂缝以及保护层劈裂。其中腹板斜裂缝出现最多，其次是顺桥向的纵向裂缝。
　　（一）斜裂缝
　　斜裂缝出现在剪应力最大的支座附近，与梁轴线成25°~50°。斜裂缝随时间的推移，不断向受压区发展；裂缝数量也会增加，裂缝区逐渐像跨中方向发展。斜裂缝的另一个特征是箱内腹板斜裂缝要比箱外腹板斜裂缝严重。这已为一些大跨径梁桥的检查结果所证实。
　　如果裂缝限制在受拉区，且已趋于稳定不再发展，则可容忍，暂不加固，注意观测。如果裂缝长度延伸到受压区，或裂缝逐渐向跨中发展，则认为是严重的，必须加固处理。
　　连续刚构箱梁出现斜裂缝的主要原因有设计方法和施工因素。
　　1    设计方法
　　从上世纪90年代，在箱梁桥的设计中，较普遍地取消弯起束，而用纵向预应力和竖向预应力来克服主拉应力。这样做方便施工，可以减薄腹板的厚度。但竖向预应力筋长度短，预应力损失大，有效预应力不易得到保证。设计中通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力，但很不够，没有考虑横向的影响。不考虑横向应力的影响，必然使计算的主拉应力值偏小。考虑此项效应的主拉应力将远超出规范允许值。”
　　此外，由于采用箱形截面，扭转、翘曲、畸变也会使腹板中的剪应力加大，从而增大主拉应力[2]。因此，应该按三维进行分析。过去大跨径梁桥出现较多斜裂缝，重要原因之一是与设计上对主拉应力估计不足有关。腹板偏薄，配置普通钢筋偏少，也会导致腹板斜裂缝的产生。
　　2    施工原因
　　竖向预应力施工操作不规范，误差大，有效预应力严重不足，特别是采用精扎螺纹钢，有的竖向预应力筋甚至松动，根本没有张拉力。有的施工单位对张拉竖向预应力非常重视，知道张拉不足会引起开裂甚至破环，但对张拉竖向预应力认识不足，以至出现吨位不足，甚至漏掉未张拉，活张拉后不压浆，导致出现斜裂缝。
　　（二）纵向裂缝
　　纵向裂缝是与桥轴方向平行的裂缝，较多地出现在顶底板，也是出现很多的一种裂缝。除未设横向预应力而在顶板下缘出现规范允许宽度的纵向裂缝外，还存在下列原因：
　　1超载
　　在大跨径桥梁中，超载特别是超重车轴荷载的作用，对横向的影响比纵向更大，这是因为纵向弯矩中，自重占绝大部分；而横向弯矩，主要由活载引起，轴重超过规范时，易出现顶板下缘的纵向裂缝。
　　1）    施加过大的纵向预应力
　　全预应力结构设计中，留有一定的压应力储备是必要的，以克服简化图示与实际的不一致，以及局部影响等，一般可留2~3MPa。构件在承受轴向力时，轴向长度因弹性压缩而缩短，垂直方向将因材料的泊松比而产生拉应变，如果正应力储备过大，会在其重力方向发展较大的拉应变，在其薄弱的截面，往往在沿预应力管道的截面出现纵向裂缝。这种裂缝沿顺桥向的预应力管道发展，下渗的水沿管道流动，造成钢束锈蚀的危害比垂直裂缝还大。
　　2）    温差应力估计