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摘要：本文从混凝土材料性质、配筋影响、温度应力和施工质量4方面分析了预应力混凝土连续刚构梁腹板裂缝的成因，并从设计、施工及运营等方面提出了防止腹板裂缝产生的预防措施。
关键词：连续刚构梁 腹板裂缝 成因 预防措施
0 引言
预应力混凝土连续梁桥拥有简洁优美的外观、良好的使用性能及突出的跨越能力，在进行桥梁建设时其应用范围较广泛，而在城市桥梁和公路的建设中，连续刚构以其较低的工程造价、较大的大跨越能力、合理的受力及单一的结构等优势被广泛运用。但工程病害也伴随着运营时长和连续刚构桥数量不断增加而出现，具体表现在：箱梁腹板出现程度不同的斜裂缝，其为45°左右。
混凝土构件裂缝与混凝土的构造特点及其材料性质、外力和施工环境等问题均有关联，所以较为复杂。
1腹板裂缝成因分析
1.1 混凝土材料性质
混凝土的徐变可能导致构件开裂。混凝土徐变随受力时间的增长而逐步增加。过大的徐变引起结构的附加被动内力，导致箱梁构件弯矩重分布，腹板的剪应力也随弯矩增大而增加，因而出现了腹板裂缝。很大程度上徐变作用于短周期分段悬臂浇注结构，也不利于计算。悬臂施工桥梁不同于支架浇注施工桥梁，很大一部分悬臂施工桥梁的静力荷载无法适应竣工后结构的承荷态势，转换为连续的结构后，其还仍要承受结构中产生的新的应力条件。一般会造成预应力混凝土构件的挠度及计算应力和实际的差别较大，应提起重视。
1.2 配筋的影响
1.2.1 预应力钢筋的应力松弛
构件中预应力钢筋束的松弛效应会随服务时长的增加而越发明显，这是预应力混凝土构件的不足之处。目前，低松弛钢绞线材料往往被广泛的用于施工，张拉过程的操作应根据规定进行，以使预应力损失降低。然而施加大跨度梁预应力时，实际操作和规定的流程一般无法完全吻合，受徐变收缩的影响，且持荷受力时间过长，预应力损失还是不小。应力松弛过大就会使腹板的主拉应力增大，若高于混凝土抗拉强度标准值便会引起开裂。
1.2.2 有效预应力难以建立
对于纵向预应力筋，纵向配直线束的方式较常见，其不同于传统的根据受力要求曲线配束的方式。应配置密排竖向预应力束，以克服剪应力，但效果不佳。原因是竖向直线束过短，有效的预应力几乎无法建立，设计值和建立值有很大差别，主拉应力方向的结构性裂缝的产生不可避免。此外，主拉应力及剪应力的分布是纵向且连续的，配备直线束加密排竖向束组合，应力空白区必然存在。
而且，进行实际的施工时，多个直线形浇注块构成的底板，经多次形变调整，如张拉及抛高，所以，连续预应力束管道不平顺，有待调整。较大的管道摩阻使部分截面有效预应力缺失。同时，若连续预应力管道不平顺，则应力束易发生滑丝、断丝。
如果预应力缺失，腹板抗剪能力就会下降，腹板易出现裂缝。
1.3 温度应力
因温度也会影响到预应力箱梁的施工，从而产生收缩裂缝。温度梯度的影响，通过假定温度梯度在整个桥梁上部结构纵向长度上恒定不变而计算的，但这和实际状况有差别。当前，对应用较广泛的变高度、大跨度箱梁，温度梯度应力会随支撑处约束及箱梁长度、梁高变动幅度的增加而过快增长。在变化较快且较低的腹板的1/4跨处，温度梯度应力对其有明显的影响，若是夏季该应力值高达4Mpa。
此外，进行混凝土浇筑的过程中，其内部会有温度应力出现。水泥水化时生成的的水化热一定。尤其对于大体积混凝土，生成的大量水化疏散困难，加之模板的保温使用性能很好，其内部持续升温，甚至高达60度(夏季)。浇筑混凝土时大量的热被释放出来，造成体积膨胀。同时，混凝土内部温度在拆模过程中仍未下降，但混凝土表面的热能能够很快的疏散，快速降低了表面温度，制约了腹板混凝土的收缩变形，混凝土的表面因此出现了收缩拉应力。但这时混凝土的抗拉强度不高，若混凝土的抗拉强度低于混凝土的拉应力，微细的裂缝则会出现在混凝土表面。
1.4 施工质量不良
1.4.1 進行施工放线时预应力管道不准确，造成预应力管道局部微段发生弯折，且不圆润，造成设计的预应力筋的方位和实际方位有偏差，此处的径向力发生突变。此外，预应力管道的定位钢筋太大的间距，进行混凝土的浇注时，极易导致预应力管道发生起伏及弯沉；此外，一部分钢筋的定位因焊接不牢而发生脱落，进行混凝土的浇注时，预应力管道有横向偏移现象，改变了预应力筋的线形，导致径向力发生变动。
1.4.2 进行腹板混凝土浇筑过程中，腹板内密集的预应力管道，预应力管道下方的混凝土及局部的振捣易发生欠振及漏振，振捣不到位，造成腹板混凝土不密实，出现了孔洞及蜂窝麻面，使腹板混凝土的整体强度降低。
1.4.3 因混凝土养护不到位及施工等方面的原因，在要求的时间内混凝土无法满足规定的张拉预应力筋强度，在张拉过程中导致腹板混凝土抗拉强度不达标。
2腹板裂缝预防措施
根据上述裂缝成因分析的影响因素，分别采取针对性的控制措施，具体如下：
2.1 在施工中要注意水化热使混凝土产生的早期裂缝。桥梁管养部门密切监测裂缝的发展状况和裂缝的宽度，对伸缩缝及支座的状态监测和养护工作提起重视，使温度应力下降。
2.2 进行设计时需使箱梁设计理论不断完善。如果在预应力钢束转折处使纵向间距加大，或拉大毗邻的几条预应力钢束转折点的纵向间距，均会使有斜向预应力钢束处腹板的主拉应力变小，进而抑制裂缝的发生。腹板内布设的斜筋和弯起钢筋应垂直于预应力钢束，还可使有斜向预应力钢束腹板内的箍筋率增大，以上均能使应力状况得到改善，加大箱梁的承载力，防止裂缝的发生。
2.3 对施工工艺进行严格控制，尤其要确保预应力束的张拉效果。实行后张法的过程中，因应力损失，控制应力σcom≤0.75fpk，需对所有磨阻（管道、锚圈、锚具）进行检测且对锚塞回缩造成的应力损失进行实测，对其进行超张拉，同时要检测整束控制应力，确保锁锚过程中满足设计张拉控制应力σcom=0.75fpk，最终对预应力实施有效的控制。
2.4 桥梁运营过程中，为使后期的预应力松弛，制定的措施应合理可行，确保结构的抗剪能力，避免发生斜裂缝。
2.5 加强施工质量管理。进行腹板混凝土浇筑的过程中，尤其要对腹板内预应力管道较密集方位提起注意，避免欠振和漏振，确保混凝土浇注密实。严格根据施工要求来养护混凝土。张拉过程中，混凝土强度需和设计规范相符，防止混凝土强度还未满足要求时就开始预应力筋的张拉施工。
参考文献：
[1]李海军，李军.连续梁桥预应力箱梁腹板裂缝成因浅析.华东公路，2000（3）.
[2]陈猛.大跨径连续刚构桥腹板斜裂缝病害研究.交通标准化，2006（8）.
[3]万国朝，黄邦本译.预应力混凝土析桥梁分段施工和设计.北京：人民交通出版牡，1984.
关键词：连续刚构梁 腹板裂缝 成因 预防措施
0 引言
预应力混凝土连续梁桥拥有简洁优美的外观、良好的使用性能及突出的跨越能力，在进行桥梁建设时其应用范围较广泛，而在城市桥梁和公路的建设中，连续刚构以其较低的工程造价、较大的大跨越能力、合理的受力及单一的结构等优势被广泛运用。但工程病害也伴随着运营时长和连续刚构桥数量不断增加而出现，具体表现在：箱梁腹板出现程度不同的斜裂缝，其为45°左右。
混凝土构件裂缝与混凝土的构造特点及其材料性质、外力和施工环境等问题均有关联，所以较为复杂。
1腹板裂缝成因分析
1.1 混凝土材料性质
混凝土的徐变可能导致构件开裂。混凝土徐变随受力时间的增长而逐步增加。过大的徐变引起结构的附加被动内力，导致箱梁构件弯矩重分布，腹板的剪应力也随弯矩增大而增加，因而出现了腹板裂缝。很大程度上徐变作用于短周期分段悬臂浇注结构，也不利于计算。悬臂施工桥梁不同于支架浇注施工桥梁，很大一部分悬臂施工桥梁的静力荷载无法适应竣工后结构的承荷态势，转换为连续的结构后，其还仍要承受结构中产生的新的应力条件。一般会造成预应力混凝土构件的挠度及计算应力和实际的差别较大，应提起重视。
1.2 配筋的影响
1.2.1 预应力钢筋的应力松弛
构件中预应力钢筋束的松弛效应会随服务时长的增加而越发明显，这是预应力混凝土构件的不足之处。目前，低松弛钢绞线材料往往被广泛的用于施工，张拉过程的操作应根据规定进行，以使预应力损失降低。然而施加大跨度梁预应力时，实际操作和规定的流程一般无法完全吻合，受徐变收缩的影响，且持荷受力时间过长，预应力损失还是不小。应力松弛过大就会使腹板的主拉应力增大，若高于混凝土抗拉强度标准值便会引起开裂。
1.2.2 有效预应力难以建立
对于纵向预应力筋，纵向配直线束的方式较常见，其不同于传统的根据受力要求曲线配束的方式。应配置密排竖向预应力束，以克服剪应力，但效果不佳。原因是竖向直线束过短，有效的预应力几乎无法建立，设计值和建立值有很大差别，主拉应力方向的结构性裂缝的产生不可避免。此外，主拉应力及剪应力的分布是纵向且连续的，配备直线束加密排竖向束组合，应力空白区必然存在。
而且，进行实际的施工时，多个直线形浇注块构成的底板，经多次形变调整，如张拉及抛高，所以，连续预应力束管道不平顺，有待调整。较大的管道摩阻使部分截面有效预应力缺失。同时，若连续预应力管道不平顺，则应力束易发生滑丝、断丝。
如果预应力缺失，腹板抗剪能力就会下降，腹板易出现裂缝。
1.3 温度应力
因温度也会影响到预应力箱梁的施工，从而产生收缩裂缝。温度梯度的影响，通过假定温度梯度在整个桥梁上部结构纵向长度上恒定不变而计算的，但这和实际状况有差别。当前，对应用较广泛的变高度、大跨度箱梁，温度梯度应力会随支撑处约束及箱梁长度、梁高变动幅度的增加而过快增长。在变化较快且较低的腹板的1/4跨处，温度梯度应力对其有明显的影响，若是夏季该应力值高达4Mpa。
此外，进行混凝土浇筑的过程中，其内部会有温度应力出现。水泥水化时生成的的水化热一定。尤其对于大体积混凝土，生成的大量水化疏散困难，加之模板的保温使用性能很好，其内部持续升温，甚至高达60度(夏季)。浇筑混凝土时大量的热被释放出来，造成体积膨胀。同时，混凝土内部温度在拆模过程中仍未下降，但混凝土表面的热能能够很快的疏散，快速降低了表面温度，制约了腹板混凝土的收缩变形，混凝土的表面因此出现了收缩拉应力。但这时混凝土的抗拉强度不高，若混凝土的抗拉强度低于混凝土的拉应力，微细的裂缝则会出现在混凝土表面。
1.4 施工质量不良
1.4.1 進行施工放线时预应力管道不准确，造成预应力管道局部微段发生弯折，且不圆润，造成设计的预应力筋的方位和实际方位有偏差，此处的径向力发生突变。此外，预应力管道的定位钢筋太大的间距，进行混凝土的浇注时，极易导致预应力管道发生起伏及弯沉；此外，一部分钢筋的定位因焊接不牢而发生脱落，进行混凝土的浇注时，预应力管道有横向偏移现象，改变了预应力筋的线形，导致径向力发生变动。
1.4.2 进行腹板混凝土浇筑过程中，腹板内密集的预应力管道，预应力管道下方的混凝土及局部的振捣易发生欠振及漏振，振捣不到位，造成腹板混凝土不密实，出现了孔洞及蜂窝麻面，使腹板混凝土的整体强度降低。
1.4.3 因混凝土养护不到位及施工等方面的原因，在要求的时间内混凝土无法满足规定的张拉预应力筋强度，在张拉过程中导致腹板混凝土抗拉强度不达标。
2腹板裂缝预防措施
根据上述裂缝成因分析的影响因素，分别采取针对性的控制措施，具体如下：
2.1 在施工中要注意水化热使混凝土产生的早期裂缝。桥梁管养部门密切监测裂缝的发展状况和裂缝的宽度，对伸缩缝及支座的状态监测和养护工作提起重视，使温度应力下降。
2.2 进行设计时需使箱梁设计理论不断完善。如果在预应力钢束转折处使纵向间距加大，或拉大毗邻的几条预应力钢束转折点的纵向间距，均会使有斜向预应力钢束处腹板的主拉应力变小，进而抑制裂缝的发生。腹板内布设的斜筋和弯起钢筋应垂直于预应力钢束，还可使有斜向预应力钢束腹板内的箍筋率增大，以上均能使应力状况得到改善，加大箱梁的承载力，防止裂缝的发生。
2.3 对施工工艺进行严格控制，尤其要确保预应力束的张拉效果。实行后张法的过程中，因应力损失，控制应力σcom≤0.75fpk，需对所有磨阻（管道、锚圈、锚具）进行检测且对锚塞回缩造成的应力损失进行实测，对其进行超张拉，同时要检测整束控制应力，确保锁锚过程中满足设计张拉控制应力σcom=0.75fpk，最终对预应力实施有效的控制。
2.4 桥梁运营过程中，为使后期的预应力松弛，制定的措施应合理可行，确保结构的抗剪能力，避免发生斜裂缝。
2.5 加强施工质量管理。进行腹板混凝土浇筑的过程中，尤其要对腹板内预应力管道较密集方位提起注意，避免欠振和漏振，确保混凝土浇注密实。严格根据施工要求来养护混凝土。张拉过程中，混凝土强度需和设计规范相符，防止混凝土强度还未满足要求时就开始预应力筋的张拉施工。
参考文献：
[1]李海军，李军.连续梁桥预应力箱梁腹板裂缝成因浅析.华东公路，2000（3）.
[2]陈猛.大跨径连续刚构桥腹板斜裂缝病害研究.交通标准化，2006（8）.
[3]万国朝，黄邦本译.预应力混凝土析桥梁分段施工和设计.北京：人民交通出版牡，1984.