1 概述
沈陽四環(huán)快速路新建工程第二合同段橋梁工程主體結(jié)構(gòu)位于于洪區(qū)平羅鎮(zhèn)上三家村，沈彰高速公路東側(cè)，新蔡線北側(cè)。13m跨徑先張預(yù)應(yīng)力空心板梁共計(jì)160片，均由項(xiàng)目部預(yù)制板梁梁場生產(chǎn)。13m預(yù)應(yīng)力空心板是橋梁工程的主要承力結(jié)構(gòu)，因此保證混凝土的預(yù)制質(zhì)量至關(guān)重要，我段施工的13m先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁施工的相關(guān)參數(shù)如下：
結(jié)構(gòu)類型：跨徑13m預(yù)應(yīng)力混凝土先張空心板梁
混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度：40Mpa
鋼絞線類型：φ12.7/1860Mp
混凝土配合比：水泥：砂：碎石：水：外加劑=426：685：1167：162：4.26
水灰比：0.38
砂率：37%
水泥：采用遼陽天瑞水泥有限公司生產(chǎn)的《天瑞》
P·O52.5水泥。
碎石：采用遼陽羅大臺鎮(zhèn)沙滸生產(chǎn)的（5-20）mm碎石（摻和比例：5-10mm 30%；10-20mm 70%）
砂：采用開源清河生產(chǎn)的中砂
水：飲用水
外加劑：北京恒峰永信科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的BHF-9聚羧酸高效減水劑，摻量1.00%
2 裂縫的產(chǎn)生
13米首件預(yù)制的個(gè)別空心板梁在混凝土澆筑完成拆模后，在頂面沿拉毛紋路及箍筋橫向產(chǎn)生長度30~50mm，寬度為0.1~0.3mm的裂縫，頂面縱向也出現(xiàn)30~50mm，寬度為0.1~0.2mm的裂縫。用紅色墨水滴灌標(biāo)注后，將混凝土裂縫鑿開，可以發(fā)現(xiàn)裂縫深度在1~3mm之間，因此，可以初步判定為溫度裂縫或收縮裂縫，這對空心板的受力及使用并不構(gòu)成影響，但當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張后，位于混凝土頂部的抗拉強(qiáng)度會降低、相應(yīng)的張力會增加，從而會導(dǎo)致裂縫寬度、長度和深度都會有增加的可能，這一情況必須要加以考慮，然后綜合分析裂縫產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)措施�；炷猎缙诹芽p一旦發(fā)生，其滲透性能會發(fā)生改變，其暴露于易損傷環(huán)境的表面積也隨之增大，加速混凝土的老化，會嚴(yán)重降低混凝土的強(qiáng)度；裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水、滲液性增大，易造成其內(nèi)部受力筋的腐蝕，影響到混凝土的耐久性，使其壽命縮短。
3 裂縫產(chǎn)生的原因分析
應(yīng)及時(shí)組織技術(shù)人員針對于13米首件板梁裂縫的產(chǎn)生，要對施工中的各個(gè)工序、環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并認(rèn)真分析。
3.1 原材料影響因素 水泥采用遼陽天瑞水泥有限公司生產(chǎn)的《天瑞》P·O52.5水泥，經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求（檢驗(yàn)編號05JH5-3-001），水泥用量：426kg/m3。為普通混凝土的1.5～2倍，由此可見，高強(qiáng)混凝土的水泥用量較大，因此在混凝土固化過程中，出現(xiàn)收縮裂縫的機(jī)率也就會大于普通混凝土。同時(shí)，在混凝土固化過程中，高標(biāo)號混凝土構(gòu)件的水化放熱量大，使混凝土的最高溫升增加了，混凝土的溫度收縮應(yīng)力加大。在其他因素（養(yǎng)護(hù)、外界氣溫等）的綜合作用下，很有可能導(dǎo)致溫度收縮裂縫。碎石采用遼陽羅大臺鎮(zhèn)沙滸生產(chǎn)的（5-20）mm碎石（摻和比例：5-10mm 30%；10-20mm 70%），級配經(jīng)試驗(yàn)人員抽檢符合規(guī)范要求，經(jīng)水洗設(shè)備水洗后石料含泥量符合規(guī)范要求。砂采用開源清河生產(chǎn)的中砂，含泥量符合規(guī)范要求，級配符合規(guī)范要求�；炷辽a(chǎn)拌和用水采用機(jī)井水，經(jīng)質(zhì)檢站檢驗(yàn)符合規(guī)范要求，并達(dá)到引用水標(biāo)準(zhǔn)。減水劑為北京恒峰永信科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的BHF-9聚羧酸高效減水劑，摻量1.00%，檢驗(yàn)符合規(guī)范要求。經(jīng)分析，混凝土中碎石和砂含泥量沒有超標(biāo)，級配符合要求，但水泥用量較大，達(dá)到了規(guī)范要求的最高限，這是混凝土表面易產(chǎn)生裂縫的重要因素。
3.2 施工工藝影響因素 混凝土的拌制：拌和設(shè)備采用梁場內(nèi)自備的75型攪拌機(jī)，每盤拌和時(shí)間為2min左右，時(shí)間較短，從而影響混凝土的均勻性。取當(dāng)日混凝土澆筑記錄，坍落度經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)測，得其值為13mm，據(jù)此知水灰比過大，水灰比超過了設(shè)計(jì)用量，從而引起混凝土干縮量加大，干縮裂縫易產(chǎn)生�；炷翝仓^程中，采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，由于振搗過程中存在過振，使混凝土表面粗細(xì)集料產(chǎn)生離析，混凝土表面細(xì)集料集中現(xiàn)象會發(fā)生在接近模板及頂部的位置。混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)。在施工技術(shù)交底中要求現(xiàn)場施工人員在混凝土表面定漿后立即覆蓋土工布并灑水養(yǎng)生，但在實(shí)際操作中往往及時(shí)養(yǎng)生不能到位，水化熱、砼體水分蒸發(fā)造成表面干化收縮較快，容易造成干縮裂縫，尤其氣溫高于25℃時(shí)更容易產(chǎn)生。現(xiàn)場出現(xiàn)裂紋的構(gòu)件均是當(dāng)日氣溫較高時(shí)澆筑生產(chǎn)的。
3.3 內(nèi)箍筋的影響因素 混凝土和鋼筋的膨脹率不同，混凝土的膨脹率小于鋼材的，鋼筋膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力大于混凝土表面的拉應(yīng)力，在混凝土產(chǎn)生大量水化熱時(shí)，由于鋼筋膨脹形變較大，混凝土表面很容易產(chǎn)生裂紋。
3.4 混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫
3.4.1 收縮裂縫。當(dāng)混凝土固化時(shí)，混凝土內(nèi)部水泥顆粒與水分相結(jié)合，使其總體積減少，這一現(xiàn)象稱做凝縮；而通過另外一些水分蒸發(fā)，引起的體積減小，稱之為干縮。凝縮和干縮統(tǒng)稱為收縮。在混凝土的內(nèi)部一般會有一個(gè)含水梯度，使其由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的。當(dāng)混凝土表面和內(nèi)部的收縮不均勻時(shí)，混凝土內(nèi)部承受壓力，表面承受拉力。如果拉力大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會產(chǎn)生收縮裂縫。
3.4.2 溫度裂縫。陽光照射、水泥水化放熱、夜間降溫等外在因素都會使混凝土在施工過程中受到影響。當(dāng)達(dá)到一定條件時(shí)，冷熱變化就會在混凝土中出現(xiàn)，產(chǎn)生收縮和膨脹，從而形成溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度小于溫度應(yīng)力時(shí)，便會產(chǎn)生水化熱過大而引起的裂縫，稱之為溫度裂縫。在水化熱的作用下，使得混凝土內(nèi)、外表面溫差過大，混凝土表面受拉應(yīng)力，混凝土內(nèi)部受壓應(yīng)力。由于混凝土抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，表面拉應(yīng)力可能先達(dá)到并超過混凝土抗拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生間距大致相等的直線裂縫（稱溫差裂縫），本文先張板梁裂紋形態(tài)正是如此。
綜上所述，板梁頂面產(chǎn)生的裂紋主要是由于早期養(yǎng)護(hù)不到位造成的溫度裂縫和收縮裂縫。
4 裂縫的預(yù)防措施
4.1 嚴(yán)格把好原材料的質(zhì)量關(guān) 必須對進(jìn)場的材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，并確認(rèn)合格后才能使用，在高標(biāo)號混凝土中必須使用高標(biāo)號的水泥，并保證符合配合比要求的水泥用量，并要求水泥初凝時(shí)間不小于45min；使用級配良好的細(xì)骨料(含泥量小于2%的中砂)；質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好的碎石做為粗骨料加以使用，要求其含泥量不大于1%，小于5%的針片狀顆粒含量，拌合前應(yīng)對粗骨料進(jìn)行水洗，以保證含泥量及針片狀顆粒含量；嚴(yán)格控制水灰比，保證水的用量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
4.2 混凝土拌和 根據(jù)工程結(jié)構(gòu)部位、鋼筋的配筋量、施工方法及其他要求，確定混凝土拌合物的坍落度，確�；炷涟韬衔镉辛己玫木|(zhì)性，不發(fā)生離析和泌水，易于澆筑和抹面�；炷涟韬蜁r(shí)間控制在2min左右，若是混合料不均勻，攪拌時(shí)間過短，材料的結(jié)構(gòu)很可能會被破壞；要保證混凝土具有良好的和易性。
4.3 混凝土的澆筑 選擇一天中溫度較低的時(shí)間進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)；混凝土的振搗應(yīng)采用插入式振搗器進(jìn)行作業(yè)，振搗棒的移動間距應(yīng)小于1.5倍的振搗棒作用半徑，混凝土振搗到不再冒出氣泡、停止下沉，并且表面平坦且泛漿時(shí)，便可以邊振邊將振動棒緩慢提起，避免混凝土由于過搗而產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。
4.4 混凝土養(yǎng)護(hù) 混凝土的養(yǎng)護(hù)在整個(gè)施工過程中也是尤為關(guān)鍵的，對防止裂縫的產(chǎn)生也是有很大作用的。①在混凝土澆筑并收漿完成后，用土工布及時(shí)對混凝土進(jìn)行覆蓋，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)禁在高溫下裸露暴曬，應(yīng)保證混凝土表面始終保持濕潤狀態(tài)，避免干濕循環(huán)。②水化過程中水泥會產(chǎn)生很大的水化熱，為避免混凝土溫度過高，在側(cè)模外噴水對澆注完成后的混凝土進(jìn)行散熱，防止體積膨脹過大冷卻后產(chǎn)生裂縫。③混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于7天，拆除氣囊后的孔道部位也應(yīng)灌水養(yǎng)護(hù)。
4.5 芯模 在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到2.5MPa時(shí)，芯模出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象使頂面混凝土開裂，混凝土頂面產(chǎn)生裂縫，因此控制保證內(nèi)模外形尺寸尤為重要。
5 結(jié)論
通過以上改進(jìn)措施的嚴(yán)格實(shí)施，在板梁大規(guī)模生產(chǎn)后混凝土表面裂紋基本消失。做為橋梁的承重結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在實(shí)際施工中要嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)施工，按規(guī)范要求嚴(yán)格檢測各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即組織相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)找出原因，采取合理的處理措施加以解決，確保成品梁的質(zhì)量。
