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摘要：本文主要讨论现浇钢筋砼箱梁梁面在施工阶段产生裂缝的原因及防控措施。
关键词：钢筋砼箱连续梁 裂缝成因 防控措施
一、概述
近年来城市立交桥大量以钢筋砼箱连续梁的形式出现。该型桥梁有跨度大、整体性好、自重轻、外形美观等诸多优点。其施工方法以满堂支架现浇较为常见。大量施工实践显示，箱梁顶面裂缝极为常见，被列入“质量通病”。一般认为这些裂缝为多为良性裂缝，对结构的使用无本质危害，但也有不少因裂缝而产生重大质量事故的事例。现行规范大多采用限制构件裂缝宽度的办法来保障砼结构的正常使用。探究裂缝成因，并找出防治方法，对以“百年大计”为本的桥梁工程来说是十分必要的。
二、裂缝特征
经过对十多座现浇钢筋砼箱梁的勘察，发现梁面裂缝均不同程度的存在，特征总结如下：
裂缝宽度一般不大于1mm，有些裂缝很细，甚至肉眼看不见。
裂缝长度不等长则3～4米，短则小于0.05米。
裂缝形状多为无规则网状、锯齿线状无规则分布；小部分呈直线状平行分布。
裂缝在墩顶、跨中、翼板根部等弯距较大处的梁面分布较多。
有些裂缝不同时间观测宽度有明显变化。
通常横桥向裂缝产生的危害较大。
三、成因分析
3．1外界气温温差的变化
砼具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，砼将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过砼抗拉强度时即产生裂缝。现浇箱梁通常一次性浇筑砼方量大，持续施工时间长，砼表面外露面积大。夏季施工阶段，中午阳光曝晒，桥面温度最高，砼产生较大应力，表面容易产生裂缝，且这些裂缝有一部分在温度下降时会“自动消失”。而冬季施工时养护施工措施不当，砼骤冷骤热，内外温度不均，也易出现裂缝。另外，在施工过程中由于温度变化，先后浇筑的砼凝结时间不同，凝结过程中砼强度上升幅度不同，也容易导致裂缝产生。这种裂缝多网状出现。
3．2水化热产生的温差
裂缝形成机理与第一条相似。现浇箱梁施工方量较大，大体积砼浇筑之后由于水泥水化放热（水泥中铝酸三钙、硅酸三钙等成份与水反应时会释放出大量热量），致使内部温度很高，内外温差太大，砼体积变化引起的拉伸应变超过砼的极限拉伸，致使砼出现开裂。这种裂缝一般较宽。
3．3 砼收缩
收缩裂缝是最常见的。砼浇筑后4～5小时内，水泥水化反应激烈，表面出现泌水且水分急剧蒸发，砼失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时砼尚未硬化，仍然具有一定塑性。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。砼终凝后以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，砼体积减小；而砼内部湿度仍然较大，内部砼收缩小。这一不均匀收缩，致使表面砼承受拉力，产生收缩裂缝。而通常钢筋砼箱梁配筋率较大，钢筋对砼收缩的约束比较明显，砼表面容易出现网状裂纹，分布没有任何规律。
3．4 基础及支架不均匀沉降
满堂支架现浇钢筋砼箱梁大多在砼浇筑施工前对支架及地基进行预压，以消除非弹性变形并测量出弹性变形。设计多采用等载预压，但是实际施工中很多施工队伍加载不足或持载时间不够，基础沉降实际并未稳定。部分施工单位采用的支架体系不合理或性能不好。基础或支架在砼浇筑过程中出现竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出砼结构的抗拉能力，导致结构开裂。有些桥梁横隔梁处恆载较大，而预压时采用全桥平均恒载，导致结构荷载差异太大，引起不均匀沉降箱梁砼可能开裂。这种裂缝多出现在墩顶部的箱梁顶面，尤以独柱墩顶最为明显，多呈锯齿线状或直线状，且长度较长，对结构产生的危害较大，且修补工作难度较大。
3．5 钢筋保护层设置不当
由于砼质量较差或保护层厚度不足，使钢筋暴露于周围较湿的有氧环境中，发生锈蚀；且两中材料热胀冷缩产生体积变化率不同。从而对周围砼产生胀力，导致保护层砼沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到砼表面，易逐步导致钢筋失效，直接威胁结构安全。另外，如果负弯矩区（墩顶区域）的受力筋保护层过厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。这种裂缝危害也较大，须严格防治。
3．6 冻害
气温低于零度时，吸水饱和的砼出现冰冻，体积膨胀，因而砼产生胀力，砼强度降低，并导致裂缝出现。尤其冬季施工过程中如不采取有效保温措施，砼初凝时受冻最严重，成龄后砼强度损失可达较大。这种裂缝宽度较大，但长度不大，通常伴随有表面砼泛白、起砂、松散等现象。
3．7 砼配合比设计及控制不当
砼主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。水泥安定性不合格、水泥受潮或过期出强度不足会导致砼开裂。砂、石骨料径过小、级配不好，砂石中云母的含量或含泥量偏高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，还将致使砼强度降低，砼收缩加大，导致裂缝出现。另外,现浇箱梁大量采用泵送砼施工，为提高砼的流动性，增加了水和水泥用量，加大水灰比，导致砼凝结硬化时收缩量增加，使得砼易出现不规则裂缝。
3．8 施工过程中方法不当
砼振捣不密实、不均匀，就会出现蜂窝、麻面、空洞，裂缝易在此处形成。
商品砼运输中,砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起砼塌落度损失过大，
使得在砼易出现不规则的收缩裂缝。
砼分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧砼和施工缝之间出现裂缝。
施工阶段，在未完全达到使用要求的桥面上堆放施工机具、材料，导致结构过早
受力，砼表面出现裂缝。
箱梁施工洞（人孔），在孔洞附近易产生应力集中。若处理不当，在这些结构的转
角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
裂缝修补
1、 先进行认真细致的调查和检测，确定裂缝部位、开裂程度，测量裂缝宽度、长度，
关键部位可采用无损探伤的方法进行检测。
2、根据检测结果结合施工设计图、施工资料，分析出产生的原因及有可能产生的不良
后果，并制定修补方案，必要时可先进行试验以检查效果。
3、修补一般在连续箱梁体系完成、结构稳定后进行。
4、 缝宽较小的表面无害裂缝可待采用水泥胶浆（107胶）灌缝，这种方法须反复施工
多次。有一定损伤的裂缝可采用环氧水泥浆补强。因钢筋保护层引起的裂缝还应对钢筋采取防氧化处理，如设置环氧保护层可有效防止水和空气对钢筋的腐蚀。
5、 其他方法还包括加设钢筋、施加体外预应力等。
五、防控措施
1、设计时充分考虑各种因素对箱顶砼产生裂缝的影响，如温差、基础及支架稳定性、
整体浇筑方量、钢筋密度、施工洞等，通过合理配筋和设置施工缝等措施来控制裂缝的产生。有条件时尽量采用预应力结构。
2、精心设计砼配合比，控制好水泥用量和水灰比。采用水化热较低的水泥，对水泥的
安定性、有效强度及浇筑用水、砼外加剂等进行严格检验。选用级配良好的砂、石料，砂的细度模数和石子的粒径均不宜过小，有害成份及杂质严禁超标。施工时控制好砼的流动性、和易性，不得随意改变配合比。施工时严格控制搅拌、运输的方法和时间，确保砼入模时的工作性能良好。
3、加强施工组织和质量管理。对地基承载力要进行勘察，预压措施要有效，支撑体系
要经过验算，支架刚度和强度达到设计要。钢筋保护层的大小、强度、密度应满足规范要求。施工时均匀地浇筑砼，振捣务求密实；认真观察入模砼的凝固情况，待砼沉淀收缩完毕后再进行最终抹面。
4、避免在过高或过低的极端气温时进行砼施工。夏季施工可采取降低集料溫度、夜间
施工、遮阳覆盖、适度洒水等方法防晒、保湿；冬季施工可采用拌和水或集料加热、保温覆盖、电气加热、蒸养、加防冻剂等措施，严禁骤冷骤热。
禁止在砼强度未达到设计要求或体系转化未按规定完成之前在梁上堆载重物、行使
施工机械、严重扰动或卸落支架。
必须要设置的施工缝、施工洞要严格按设计处理，预留钢筋要保证有效连接，新老
砼结合面务必清除干净。施工洞的补强可采用微膨胀砼。
六、结束语
现浇钢筋混凝土连续箱梁梁面出现裂缝的原因多种多样，本文仅就如何防控进行了一些探究，要从根本解决这一“质量通病”，只有严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，才能保证桥梁结构安全性和耐久性。
关键词：钢筋砼箱连续梁 裂缝成因 防控措施
一、概述
近年来城市立交桥大量以钢筋砼箱连续梁的形式出现。该型桥梁有跨度大、整体性好、自重轻、外形美观等诸多优点。其施工方法以满堂支架现浇较为常见。大量施工实践显示，箱梁顶面裂缝极为常见，被列入“质量通病”。一般认为这些裂缝为多为良性裂缝，对结构的使用无本质危害，但也有不少因裂缝而产生重大质量事故的事例。现行规范大多采用限制构件裂缝宽度的办法来保障砼结构的正常使用。探究裂缝成因，并找出防治方法，对以“百年大计”为本的桥梁工程来说是十分必要的。
二、裂缝特征
经过对十多座现浇钢筋砼箱梁的勘察，发现梁面裂缝均不同程度的存在，特征总结如下：
裂缝宽度一般不大于1mm，有些裂缝很细，甚至肉眼看不见。
裂缝长度不等长则3～4米，短则小于0.05米。
裂缝形状多为无规则网状、锯齿线状无规则分布；小部分呈直线状平行分布。
裂缝在墩顶、跨中、翼板根部等弯距较大处的梁面分布较多。
有些裂缝不同时间观测宽度有明显变化。
通常横桥向裂缝产生的危害较大。
三、成因分析
3．1外界气温温差的变化
砼具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，砼将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过砼抗拉强度时即产生裂缝。现浇箱梁通常一次性浇筑砼方量大，持续施工时间长，砼表面外露面积大。夏季施工阶段，中午阳光曝晒，桥面温度最高，砼产生较大应力，表面容易产生裂缝，且这些裂缝有一部分在温度下降时会“自动消失”。而冬季施工时养护施工措施不当，砼骤冷骤热，内外温度不均，也易出现裂缝。另外，在施工过程中由于温度变化，先后浇筑的砼凝结时间不同，凝结过程中砼强度上升幅度不同，也容易导致裂缝产生。这种裂缝多网状出现。
3．2水化热产生的温差
裂缝形成机理与第一条相似。现浇箱梁施工方量较大，大体积砼浇筑之后由于水泥水化放热（水泥中铝酸三钙、硅酸三钙等成份与水反应时会释放出大量热量），致使内部温度很高，内外温差太大，砼体积变化引起的拉伸应变超过砼的极限拉伸，致使砼出现开裂。这种裂缝一般较宽。
3．3 砼收缩
收缩裂缝是最常见的。砼浇筑后4～5小时内，水泥水化反应激烈，表面出现泌水且水分急剧蒸发，砼失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时砼尚未硬化，仍然具有一定塑性。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。砼终凝后以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，砼体积减小；而砼内部湿度仍然较大，内部砼收缩小。这一不均匀收缩，致使表面砼承受拉力，产生收缩裂缝。而通常钢筋砼箱梁配筋率较大，钢筋对砼收缩的约束比较明显，砼表面容易出现网状裂纹，分布没有任何规律。
3．4 基础及支架不均匀沉降
满堂支架现浇钢筋砼箱梁大多在砼浇筑施工前对支架及地基进行预压，以消除非弹性变形并测量出弹性变形。设计多采用等载预压，但是实际施工中很多施工队伍加载不足或持载时间不够，基础沉降实际并未稳定。部分施工单位采用的支架体系不合理或性能不好。基础或支架在砼浇筑过程中出现竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出砼结构的抗拉能力，导致结构开裂。有些桥梁横隔梁处恆载较大，而预压时采用全桥平均恒载，导致结构荷载差异太大，引起不均匀沉降箱梁砼可能开裂。这种裂缝多出现在墩顶部的箱梁顶面，尤以独柱墩顶最为明显，多呈锯齿线状或直线状，且长度较长，对结构产生的危害较大，且修补工作难度较大。
3．5 钢筋保护层设置不当
由于砼质量较差或保护层厚度不足，使钢筋暴露于周围较湿的有氧环境中，发生锈蚀；且两中材料热胀冷缩产生体积变化率不同。从而对周围砼产生胀力，导致保护层砼沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到砼表面，易逐步导致钢筋失效，直接威胁结构安全。另外，如果负弯矩区（墩顶区域）的受力筋保护层过厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。这种裂缝危害也较大，须严格防治。
3．6 冻害
气温低于零度时，吸水饱和的砼出现冰冻，体积膨胀，因而砼产生胀力，砼强度降低，并导致裂缝出现。尤其冬季施工过程中如不采取有效保温措施，砼初凝时受冻最严重，成龄后砼强度损失可达较大。这种裂缝宽度较大，但长度不大，通常伴随有表面砼泛白、起砂、松散等现象。
3．7 砼配合比设计及控制不当
砼主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。水泥安定性不合格、水泥受潮或过期出强度不足会导致砼开裂。砂、石骨料径过小、级配不好，砂石中云母的含量或含泥量偏高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，还将致使砼强度降低，砼收缩加大，导致裂缝出现。另外,现浇箱梁大量采用泵送砼施工，为提高砼的流动性，增加了水和水泥用量，加大水灰比，导致砼凝结硬化时收缩量增加，使得砼易出现不规则裂缝。
3．8 施工过程中方法不当
砼振捣不密实、不均匀，就会出现蜂窝、麻面、空洞，裂缝易在此处形成。
商品砼运输中,砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起砼塌落度损失过大，
使得在砼易出现不规则的收缩裂缝。
砼分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧砼和施工缝之间出现裂缝。
施工阶段，在未完全达到使用要求的桥面上堆放施工机具、材料，导致结构过早
受力，砼表面出现裂缝。
箱梁施工洞（人孔），在孔洞附近易产生应力集中。若处理不当，在这些结构的转
角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
裂缝修补
1、 先进行认真细致的调查和检测，确定裂缝部位、开裂程度，测量裂缝宽度、长度，
关键部位可采用无损探伤的方法进行检测。
2、根据检测结果结合施工设计图、施工资料，分析出产生的原因及有可能产生的不良
后果，并制定修补方案，必要时可先进行试验以检查效果。
3、修补一般在连续箱梁体系完成、结构稳定后进行。
4、 缝宽较小的表面无害裂缝可待采用水泥胶浆（107胶）灌缝，这种方法须反复施工
多次。有一定损伤的裂缝可采用环氧水泥浆补强。因钢筋保护层引起的裂缝还应对钢筋采取防氧化处理，如设置环氧保护层可有效防止水和空气对钢筋的腐蚀。
5、 其他方法还包括加设钢筋、施加体外预应力等。
五、防控措施
1、设计时充分考虑各种因素对箱顶砼产生裂缝的影响，如温差、基础及支架稳定性、
整体浇筑方量、钢筋密度、施工洞等，通过合理配筋和设置施工缝等措施来控制裂缝的产生。有条件时尽量采用预应力结构。
2、精心设计砼配合比，控制好水泥用量和水灰比。采用水化热较低的水泥，对水泥的
安定性、有效强度及浇筑用水、砼外加剂等进行严格检验。选用级配良好的砂、石料，砂的细度模数和石子的粒径均不宜过小，有害成份及杂质严禁超标。施工时控制好砼的流动性、和易性，不得随意改变配合比。施工时严格控制搅拌、运输的方法和时间，确保砼入模时的工作性能良好。
3、加强施工组织和质量管理。对地基承载力要进行勘察，预压措施要有效，支撑体系
要经过验算，支架刚度和强度达到设计要。钢筋保护层的大小、强度、密度应满足规范要求。施工时均匀地浇筑砼，振捣务求密实；认真观察入模砼的凝固情况，待砼沉淀收缩完毕后再进行最终抹面。
4、避免在过高或过低的极端气温时进行砼施工。夏季施工可采取降低集料溫度、夜间
施工、遮阳覆盖、适度洒水等方法防晒、保湿；冬季施工可采用拌和水或集料加热、保温覆盖、电气加热、蒸养、加防冻剂等措施，严禁骤冷骤热。
禁止在砼强度未达到设计要求或体系转化未按规定完成之前在梁上堆载重物、行使
施工机械、严重扰动或卸落支架。
必须要设置的施工缝、施工洞要严格按设计处理，预留钢筋要保证有效连接，新老
砼结合面务必清除干净。施工洞的补强可采用微膨胀砼。
六、结束语
现浇钢筋混凝土连续箱梁梁面出现裂缝的原因多种多样，本文仅就如何防控进行了一些探究，要从根本解决这一“质量通病”，只有严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，才能保证桥梁结构安全性和耐久性。