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摘要：某桥连续箱梁在施工过程中发现翼缘板处出现不规则裂缝，业主组织了专家论证，并找到了裂缝产生的原因，同时提出了解决方法和预防措施，在后续箱梁施工中成功的控制了裂缝的产生，文章对此工程裂缝产生原因及解决措施进行总结性的分析。
关键词：箱梁；裂缝；分析
中图分类号：U445.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2010)18-0152-02
1 工程概况
某桥位于市区主干道人民路上，为跨线式立交桥，桥梁全长516.08m，共6联。主跨为一联(25m+40m+25m)现浇预应力混凝土变高连续箱梁，其余为3×25m或4×25m一联等高连续箱梁。桥面宽18.5m，单箱三室结构，横坡通过现浇梁体实现，底板水平放置，边腹板为斜腹板。主跨箱高2，485 m，一般箱高1.685m。翼板两侧对称悬挑2.75m，悬臂端部厚0.20m，悬臂根部厚0.605m。
下部结构采用板式墩，8.60×5.40×2.20m承台，基础采用双排6根φ120cm钻孔灌注桩，桩长40m，主跨桩长56 m。支座采用GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座。
2 主要施工过程
工程环境：本桥位于汽车站附近，西侧是港口仓储区，加上前期道路施工，道路雨污水管、D1400自来水等管道已经先行施工，破坏了原有路面，形成了较多的坑槽，车辆在桥下通过时对附近的地面有一定的振动，夜间车速过快时振动尤其明显。
施工过程：该桥支架采用WDJ碗扣式支架，基础采用10emC20砼+20cm灰土，支架进行100％预压，满足沉降每天且连续3天 主跨箱梁底腹板砼于2008年10月14日6:00～21：00浇筑，当时气温11℃～27℃，顶板翼板砼于2008年10月24日21:00～10月25日12:30浇筑，当时气温10℃～25℃。施工结束采用土工布覆盖洒水养生。现场留置同条件试压块于2008年10月28日进行了试压，平均强度51.8MPa，高达设计强度的103％。
3 裂缝主要形式
试压块强度出来后对翼缘板支架进行拆除，因为根据规范要求悬挑3m以外的结构物，须待砼强度达100％。在翼缘板拆除过程中发现在翼板底部出现了横向裂缝，在28日拆除第7#墩至8#墩间西侧翼板时发现在跨中有两条相隔5m左右的裂缝，在8#墩顶附近有2条相隔2m左右的裂缝，在第二天其他跨的拆除过程中，也发现了相隔5m左右一道一道的裂缝。这些裂缝横向布置于翼板上部和下部，从端部到根部，止于箱体，腹板底板未见裂缝。裂缝发现后，监理第一时间向建设单位作了汇报，并对现场进行了详细勘探，并对所有的裂缝进行了编号、拍照、记录，主要检查了裂缝的长度、宽度、平面位置、深度，宽度主要采用裂缝仪进行检查，记录最大值。深度检查主要由试验室用超声检查，结合观察，发现在翼缘板根部有水印，裂缝上下有贯通。检查裂缝最大处为0.3mm，一般为0.1～0.2mm，长度一般为1.5～2.5m，最大为翼缘板悬挑长度2.75m。
4 裂缝产生原因分析
裂缝发生后，建设单位组织了市建设局总工室、设计单位、监理单位、施工单位、商品砼供货单位等，察看了现场并组织召开了专家会议，分析裂缝产生的原因。
裂缝一般有3种类型：一种是由于桥梁结构的荷载作用产生的；另一种是施工质量缺陷引起的；第三种是环境改变造成的。
首先，本桥梁作为施工过程中的桥梁，箱粱支架尚未全部拆除，仅将影响横隔梁张拉处的支架及模板拆除，而且在跨门洞处的支架并未拆除，检查时也在翼缘板表面发现了裂缝，新施工箱梁表面尚未增加任何荷载，所以第一种影响因素可以排除。
第二种施工质量产生的原因。施工质量作为桥梁结构的首控重点，其重要性不言而喻，箱梁施工从地基处理开始，到支架的搭设，到荷载预压，按规范、设计、施工方案要求由监理全程严格控制，做到预压土袋过磅称量、土袋数量现场清点、沉降观测专人负责。对于支架的搭设质量尤其作为重中之重，因为一个好的支架系统是箱梁施工成功的一半。模板制作、钢筋绑扎、波纹管安装、预应力筋制作安装等工序更是严格控制。在高强砼的质量控制上，对所用的砂石、水泥、外加剂全部做到了每批抽检，只有原材料的合格才能保证砼质量的合格。在施工过程中，由监理全程在商品砼中心控制楼内监督砼的配合比情况。
在分析会上，有专家提出了砼质量的问题，作为砼的供货方对其砼很自信，说经过监理的层层把关，砼强度能够100％保证。在利用回弹仪对现场工程实体进行了检测后，确认箱梁的砼强度均满足设计强度50MPa。当然砼强度是一方面，如砼中砂石质量不过关也会造成裂缝的产生。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。当砂石含泥量过大时，随着混凝土的结硬、收缩，砼表面会出现不规则花纹状裂缝。
设计单位在解释翼缘板纵向钢筋的配置时提到，设计时主要考虑横桥向的结构计算，经过计算采用φ20@15cm钢筋足够，而纵向采用φ15cm间距，上层采用φ12，下层采用φ16，主要为构造钢筋，并未计算。同时该桥产生的裂缝并不是纵向，并未影响受力钢筋。因此从防止裂缝产生的角度考虑可以增加分布钢筋，增加的原则是多设细钢筋，而非钢筋越大越好。
第三种造成裂缝的原因是环境变化引起的，主要有温度变化引起的、收缩引起的、基础变形引起的。
对于新施工桥梁，温度变化引起的混凝土变形裂缝主要是由于混凝土内部与外部的温度差而产生，即大体积混凝土(厚度超过2.0m)存在的温度变形问题。大体积混凝土内部温度上升，主要是由于水泥水化热积蓄造成的，水泥水化会产生大量水化热，由于混凝土的导热能力很低，水泥水化发出的热量聚集在混凝土内部长期不易散失。大体积混凝土表面散热快、温度较低，内部散热慢、温度较高，造成表面和内部热变形不一致。这样，在内部约束应力和外部约束应力作用下就产生裂缝。裂缝一般在浇筑后2～3d发生，裂缝常以直线等间距方式出现。
结合本桥梁裂缝产生的形状，虽然局部箱梁厚度未超过2m，不是大体积砼，但由于外加剂的作用和使用P162.5水泥，加上高强砼的初期强度增长较快，3d就达设计强度，初期水化热很大，因此该裂缝产生的因素中不能排除高强砼温差变化造成。
在工程环境中提及：由于主跨位于跨线上，车流量较大，道路的坑洼不平在汽车行驶后造成地表振动，支架及 新浇筑的砼也会随之振动，如砼在凝结过程中未达强度前遇到振动，必然会产生裂缝。
另外虽然支架经过了预压，但在墩身与支架处，墩身由灌注桩承台构成，变形极小，属钢性结构，其变形明显小于普通支架处。因此在砼浇筑后不同的沉降量，也易致砼产生裂缝。
5 解决方法和预防措施
本桥裂缝经过专家讨论研究，得出箱梁翼缘板裂缝的产生是多种因素造成的结果，构造钢筋的不足、地面的振动、砼收缩、施工养生不足等原因是主要方面，由于裂缝不影响结构安全和使用安全，建议对该裂缝进行化学封闭，张拉完毕支架拆除后再进行后续观察。解决方法及后续箱粱施工的预防及控制形成主要意见如下：
①控制好砼水灰比。坍落度一方面要满足施工要求，另一方面严格控制在设计坍落度内，坍落度大的砼水灰比就大，就会影响砼的强度。同时坍落度大小不均，极易造成砼分层，在砼外表面形成分层线和色差，同时也会产生收缩裂缝。施工中从搅拌站开始严格控制水灰比，施工结束加强养生。
②C50砼强度增长太快。从资料反映来看，3d强度就达设计强度的100％，一般情况下这种温度需要4d左右的时间。外加剂一方面是高强砼的主要构成成份，掺量如不能减少，就需要外加剂的供应商调整一下成份配比，使其强度增长稍微慢一点。
③加强养生，控制水化热堆积。箱梁C50高强砼，早期水化热较大，凝结硬化过程需要的水量较大，养护及时与否直接会造成收缩裂缝的产生。施工中应根据实际情况，选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料人模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或对表面绝热，调节表面温度的下降速率。对箱梁表面而言要保持常湿状态，不能一会儿干一会儿湿，尤其在初期，箱室内可安装排风设备通过对流降低温度。
④设计增加钢筋。设计在裂缝的位置主要设置了构造钢筋，在其他梁的施工中，在翼板位置增加纵向钢筋，由原设计的15cm间距，变为12.5cm，上层φ12增加6根，下层φ16增加6根。
⑤减小地面振动影响。第三梁跨越人民路，交通流量较大，来往的客车货车较多，加上路面不平整，车辆行走后地面产生振动，支架也跟着振动。在砼凝固期间和未达设计强度前附近应严禁振动，对受车辆行驶影响的砼施工，应进行交通管制，限制车速，对路面不平整的要填补平整，防止振动。同时门洞两侧为限制车速采用的减速垄，并没有真正起到汽车减速，汽车对此不屑一顾，反而引起地面共振，应将其拆除。
⑥加强支架搭设质量检查。坚固的地坪和牢固的支架，是箱梁成型的关键，做好预压消除非弹性变形，严格控制弹性变形，以防止箱梁浇筑中和砼成型过程中支架变形导致砼开裂。
张拉完成后，监理组又对本联进行了检查，由于受预应力作用箱梁梁体已向上起拱，两侧翼板均上拱5～8mm。检查裂缝已明显合拢，未见新裂缝产生。
6 结语
在后续五联箱梁的施工中，监理组按照专家的建议，加强了以上方面的监督控制，施工方也根据设计意见增加了防裂钢筋，箱梁施工结束后检查未见明显裂缝，数量比主跨明显减少。该桥建成运营一年多后，对全桥翼缘板重新进行了检查，由于受预应力的作用，原有裂缝有的已经合拢，有的裂缝宽度已明显缩小，通车后也没有新裂缝增加。从该桥裂缝产生的前后来看，众多的因素导致了裂缝产生，只有充分做好各方面的工作，认真严格的按照桥涵施工规范和设计图纸的要求去施工，才能有效避免裂缝的产生。
参考文献：
[1]米承勇，曹稹.某预应力混凝土连续箱梁桥裂缝原因分析与加固实践[J].施工技术，2008，(2).
关键词：箱梁；裂缝；分析
中图分类号：U445.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2010)18-0152-02
1 工程概况
某桥位于市区主干道人民路上，为跨线式立交桥，桥梁全长516.08m，共6联。主跨为一联(25m+40m+25m)现浇预应力混凝土变高连续箱梁，其余为3×25m或4×25m一联等高连续箱梁。桥面宽18.5m，单箱三室结构，横坡通过现浇梁体实现，底板水平放置，边腹板为斜腹板。主跨箱高2，485 m，一般箱高1.685m。翼板两侧对称悬挑2.75m，悬臂端部厚0.20m，悬臂根部厚0.605m。
下部结构采用板式墩，8.60×5.40×2.20m承台，基础采用双排6根φ120cm钻孔灌注桩，桩长40m，主跨桩长56 m。支座采用GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座。
2 主要施工过程
工程环境：本桥位于汽车站附近，西侧是港口仓储区，加上前期道路施工，道路雨污水管、D1400自来水等管道已经先行施工，破坏了原有路面，形成了较多的坑槽，车辆在桥下通过时对附近的地面有一定的振动，夜间车速过快时振动尤其明显。
施工过程：该桥支架采用WDJ碗扣式支架，基础采用10emC20砼+20cm灰土，支架进行100％预压，满足沉降每天且连续3天
3 裂缝主要形式
试压块强度出来后对翼缘板支架进行拆除，因为根据规范要求悬挑3m以外的结构物，须待砼强度达100％。在翼缘板拆除过程中发现在翼板底部出现了横向裂缝，在28日拆除第7#墩至8#墩间西侧翼板时发现在跨中有两条相隔5m左右的裂缝，在8#墩顶附近有2条相隔2m左右的裂缝，在第二天其他跨的拆除过程中，也发现了相隔5m左右一道一道的裂缝。这些裂缝横向布置于翼板上部和下部，从端部到根部，止于箱体，腹板底板未见裂缝。裂缝发现后，监理第一时间向建设单位作了汇报，并对现场进行了详细勘探，并对所有的裂缝进行了编号、拍照、记录，主要检查了裂缝的长度、宽度、平面位置、深度，宽度主要采用裂缝仪进行检查，记录最大值。深度检查主要由试验室用超声检查，结合观察，发现在翼缘板根部有水印，裂缝上下有贯通。检查裂缝最大处为0.3mm，一般为0.1～0.2mm，长度一般为1.5～2.5m，最大为翼缘板悬挑长度2.75m。
4 裂缝产生原因分析
裂缝发生后，建设单位组织了市建设局总工室、设计单位、监理单位、施工单位、商品砼供货单位等，察看了现场并组织召开了专家会议，分析裂缝产生的原因。
裂缝一般有3种类型：一种是由于桥梁结构的荷载作用产生的；另一种是施工质量缺陷引起的；第三种是环境改变造成的。
首先，本桥梁作为施工过程中的桥梁，箱粱支架尚未全部拆除，仅将影响横隔梁张拉处的支架及模板拆除，而且在跨门洞处的支架并未拆除，检查时也在翼缘板表面发现了裂缝，新施工箱梁表面尚未增加任何荷载，所以第一种影响因素可以排除。
第二种施工质量产生的原因。施工质量作为桥梁结构的首控重点，其重要性不言而喻，箱梁施工从地基处理开始，到支架的搭设，到荷载预压，按规范、设计、施工方案要求由监理全程严格控制，做到预压土袋过磅称量、土袋数量现场清点、沉降观测专人负责。对于支架的搭设质量尤其作为重中之重，因为一个好的支架系统是箱梁施工成功的一半。模板制作、钢筋绑扎、波纹管安装、预应力筋制作安装等工序更是严格控制。在高强砼的质量控制上，对所用的砂石、水泥、外加剂全部做到了每批抽检，只有原材料的合格才能保证砼质量的合格。在施工过程中，由监理全程在商品砼中心控制楼内监督砼的配合比情况。
在分析会上，有专家提出了砼质量的问题，作为砼的供货方对其砼很自信，说经过监理的层层把关，砼强度能够100％保证。在利用回弹仪对现场工程实体进行了检测后，确认箱梁的砼强度均满足设计强度50MPa。当然砼强度是一方面，如砼中砂石质量不过关也会造成裂缝的产生。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。当砂石含泥量过大时，随着混凝土的结硬、收缩，砼表面会出现不规则花纹状裂缝。
设计单位在解释翼缘板纵向钢筋的配置时提到，设计时主要考虑横桥向的结构计算，经过计算采用φ20@15cm钢筋足够，而纵向采用φ15cm间距，上层采用φ12，下层采用φ16，主要为构造钢筋，并未计算。同时该桥产生的裂缝并不是纵向，并未影响受力钢筋。因此从防止裂缝产生的角度考虑可以增加分布钢筋，增加的原则是多设细钢筋，而非钢筋越大越好。
第三种造成裂缝的原因是环境变化引起的，主要有温度变化引起的、收缩引起的、基础变形引起的。
对于新施工桥梁，温度变化引起的混凝土变形裂缝主要是由于混凝土内部与外部的温度差而产生，即大体积混凝土(厚度超过2.0m)存在的温度变形问题。大体积混凝土内部温度上升，主要是由于水泥水化热积蓄造成的，水泥水化会产生大量水化热，由于混凝土的导热能力很低，水泥水化发出的热量聚集在混凝土内部长期不易散失。大体积混凝土表面散热快、温度较低，内部散热慢、温度较高，造成表面和内部热变形不一致。这样，在内部约束应力和外部约束应力作用下就产生裂缝。裂缝一般在浇筑后2～3d发生，裂缝常以直线等间距方式出现。
结合本桥梁裂缝产生的形状，虽然局部箱梁厚度未超过2m，不是大体积砼，但由于外加剂的作用和使用P162.5水泥，加上高强砼的初期强度增长较快，3d就达设计强度，初期水化热很大，因此该裂缝产生的因素中不能排除高强砼温差变化造成。
在工程环境中提及：由于主跨位于跨线上，车流量较大，道路的坑洼不平在汽车行驶后造成地表振动，支架及 新浇筑的砼也会随之振动，如砼在凝结过程中未达强度前遇到振动，必然会产生裂缝。
另外虽然支架经过了预压，但在墩身与支架处，墩身由灌注桩承台构成，变形极小，属钢性结构，其变形明显小于普通支架处。因此在砼浇筑后不同的沉降量，也易致砼产生裂缝。
5 解决方法和预防措施
本桥裂缝经过专家讨论研究，得出箱梁翼缘板裂缝的产生是多种因素造成的结果，构造钢筋的不足、地面的振动、砼收缩、施工养生不足等原因是主要方面，由于裂缝不影响结构安全和使用安全，建议对该裂缝进行化学封闭，张拉完毕支架拆除后再进行后续观察。解决方法及后续箱粱施工的预防及控制形成主要意见如下：
①控制好砼水灰比。坍落度一方面要满足施工要求，另一方面严格控制在设计坍落度内，坍落度大的砼水灰比就大，就会影响砼的强度。同时坍落度大小不均，极易造成砼分层，在砼外表面形成分层线和色差，同时也会产生收缩裂缝。施工中从搅拌站开始严格控制水灰比，施工结束加强养生。
②C50砼强度增长太快。从资料反映来看，3d强度就达设计强度的100％，一般情况下这种温度需要4d左右的时间。外加剂一方面是高强砼的主要构成成份，掺量如不能减少，就需要外加剂的供应商调整一下成份配比，使其强度增长稍微慢一点。
③加强养生，控制水化热堆积。箱梁C50高强砼，早期水化热较大，凝结硬化过程需要的水量较大，养护及时与否直接会造成收缩裂缝的产生。施工中应根据实际情况，选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料人模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或对表面绝热，调节表面温度的下降速率。对箱梁表面而言要保持常湿状态，不能一会儿干一会儿湿，尤其在初期，箱室内可安装排风设备通过对流降低温度。
④设计增加钢筋。设计在裂缝的位置主要设置了构造钢筋，在其他梁的施工中，在翼板位置增加纵向钢筋，由原设计的15cm间距，变为12.5cm，上层φ12增加6根，下层φ16增加6根。
⑤减小地面振动影响。第三梁跨越人民路，交通流量较大，来往的客车货车较多，加上路面不平整，车辆行走后地面产生振动，支架也跟着振动。在砼凝固期间和未达设计强度前附近应严禁振动，对受车辆行驶影响的砼施工，应进行交通管制，限制车速，对路面不平整的要填补平整，防止振动。同时门洞两侧为限制车速采用的减速垄，并没有真正起到汽车减速，汽车对此不屑一顾，反而引起地面共振，应将其拆除。
⑥加强支架搭设质量检查。坚固的地坪和牢固的支架，是箱梁成型的关键，做好预压消除非弹性变形，严格控制弹性变形，以防止箱梁浇筑中和砼成型过程中支架变形导致砼开裂。
张拉完成后，监理组又对本联进行了检查，由于受预应力作用箱梁梁体已向上起拱，两侧翼板均上拱5～8mm。检查裂缝已明显合拢，未见新裂缝产生。
6 结语
在后续五联箱梁的施工中，监理组按照专家的建议，加强了以上方面的监督控制，施工方也根据设计意见增加了防裂钢筋，箱梁施工结束后检查未见明显裂缝，数量比主跨明显减少。该桥建成运营一年多后，对全桥翼缘板重新进行了检查，由于受预应力的作用，原有裂缝有的已经合拢，有的裂缝宽度已明显缩小，通车后也没有新裂缝增加。从该桥裂缝产生的前后来看，众多的因素导致了裂缝产生，只有充分做好各方面的工作，认真严格的按照桥涵施工规范和设计图纸的要求去施工，才能有效避免裂缝的产生。
参考文献：
[1]米承勇，曹稹.某预应力混凝土连续箱梁桥裂缝原因分析与加固实践[J].施工技术，2008，(2).