预应力混凝土箱梁腹板出现斜向裂缝的原因

预应力混凝土箱梁腹板裂缝产生的原因及预防摘要：预应力混凝土箱梁桥因其具有较大的抗弯抗扭刚度、较好的整体性和连续性而被广泛采用，但许多预应力混凝土箱梁桥腹板在施工或使用阶段普遍出现了各种不同性质的裂缝。

腹板裂缝不仅会削弱桥梁结构的强度和刚度，还会加速钢筋的锈蚀，对结构的耐久性、承载力都构成很大的威胁。

预应力混凝土箱桥腹板裂缝问题已越来越引起人们的关注。

关键词：预应力混凝土；箱梁；桥腹板裂缝1 裂缝成因分析1.1预应力混凝土箱梁桥腹板裂缝的内部成因（1）由于设计不合理而产生的裂缝有些设计者过于追求桥梁的美观及跨径，忽视对箱梁细部构造的考虑，使得箱梁截面日趋纤薄，横隔板日渐减少，底板腹板偏薄，齿板局部承压面积不足。

有些项目的设计过多的进行了结构优化，造成腹板厚度过薄，预应力筋和钢筋布置缺乏合理的保护层和间距数量的要求。

施工制造的误差，造成箱梁两侧腹板厚度不均匀，这必使较薄一侧的腹板首先开裂；不可避免的偏载及两侧腹板混凝土内部不均匀缺陷等因素所造成的两侧腹板受力不均匀。

箱梁两侧腹板设计时是将两侧腹板假定均厚然后简化成工形来设计和计算抗裂性的，箱梁两侧腹板厚薄不均会导致受力不均，也会产生裂缝。

（2）薄厚构件的链接把一薄一厚的混凝土部件相连接是一件很危险的事，这是因为和厚部件相比较，薄部件比较容易受到温度以及混凝土收缩的影响，这样薄部件就比较容易发生开裂，那么，对具有薄腹板的箱梁来说，薄底板就会产生十分严重的横向裂缝。

另外，较大的厚度差别会引起箱梁中比较大的约束力，这样就会导致腹板中水平裂缝的产生。

（3）水泥的水热化作用混泥土在进行搅拌、运输、凝结以及硬化时，这一过程水泥和水发生化学反应而释放出大量的热，之后温度又要下降，在这中间总共产生了两次升温与降温的过程。

内部温度升高，但是板面温度由于外界气候因素而下降，升温时混凝土的内部体积发生膨胀产生压应力，降温又使混凝土的表面进行收缩产生拉应力，一旦混凝土的拉应力和压应力超过了混凝土的抗拉和抗压极限强度，梁板的表面就会产生裂缝。

现浇箱梁产生裂缝的原因分析及解决措施预应力混凝土现浇箱梁是一种结构整体性好、跨度大、外形美观的结构形式，在高速公路和城市快速路等工程中得到广泛应用。

然而，这种结构一旦出现裂缝，无论从结构性能还是美观方面都是有害的。

本文就预应力混凝土现浇箱梁施工中出现裂缝的问题，谈一下其产生的原因及解决措施。

本文以苏州某快速路立交桥为例，该桥有一联(30+35+35+30)m的预应力混凝土等截面现浇箱梁，采用满堂支架法施工。

现浇箱梁混凝土施工分两次浇筑完成，第一次浇筑箱梁底、腹板，第二次浇筑箱梁顶板。

然而，在顶板混凝土浇筑6d后，拆除翼缘板和腹板模板，结果在箱梁的腹板、翼缘板处发现裂纹。

首先，本文分析了箱梁腹板处的垂直裂缝。

在边墩顶处腹板两侧发现垂直于梁体的裂缝，裂缝开始于翼缘板悬臂处，终于腹板高度的约1/3处，裂缝上宽下窄。

产生这种裂缝的原因有两个：一是箱梁混凝土浇筑顺序不当，导致混凝土开裂；二是现浇箱梁地基的不均匀沉降造成。

对于第一个原因，应该在施工前制定合理的施工方案，严格按照预应力设计要求进行施工。

对于第二个原因，必须对地基进行处理，让地基有尽可能较长时间的沉降稳定，采用换填法或不同类型的桩基础进行地基处理，来保证地基承载力，减少后期地基下沉量。

综上所述，地基处理不到位是腹板产生裂缝的主要原因。

因此，在现浇箱梁采用满堂支架法施工时，地基处理是重中之重。

在施工前必须提前对地基进行处理，并且根据地质情况制定合理的施工方案。

在支架搭设前对地基承载力进行检测，合格后进行满堂支架搭设，然后严格按预压方法对支架进行预压，过程中做好测量沉降观测，通过对采集数据的分析，确定支架非弹性变形是否消除、地基沉降变形是否稳定和支架弹性变形数值。

这些措施可以有效地避免现浇箱梁产生裂缝，保证结构的安全和美观。

在现浇混凝土箱梁施工中，应注意先浇筑地基薄弱处和正弯矩最大处，以确保地基变形和支架变形在混凝土初凝前发生并稳定。

同时，要注意混凝土的龄期差异和干燥收缩率，尽量缩短两次混凝土浇筑的时间差，加强混凝土的养护。

预应力混凝土T梁裂缝分析
背景
预应力混凝土T梁是常用于桥梁、高速公路和隧道等结构中的主要支撑梁。

随着使用时间的增长，预应力混凝土T梁可能会出现裂缝，这不仅会影响结构的美观度，还会对结构的安全性产生负面影响。

因此，对预应力混凝土T梁的裂缝进行分析是非常必要的。

裂缝成因
预应力混凝土T梁的裂缝主要是由以下因素引起的：
1.内部应力过大
2.温度变化引起热应力过大
3.沉降或地震等外部因素引起的震动
裂缝的产生将会导致梁的变形和应力的集中，进而会影响梁的正常使用。

裂缝类型
预应力混凝土T梁的裂缝可以分成三类：弯矩裂缝、剪力裂缝和徐变裂缝。

1.弯矩裂缝是由于弯矩作用下混凝土的拉应力超过强度而引起的。

2.剪力裂缝是由于剪力作用下混凝土的剪应力超过强度而引起的。

3.徐变裂缝是由于长期荷载作用下混凝土的徐变产生而引起的，通常是
在跨度较大的梁中出现。

裂缝检测
预应力混凝土T梁裂缝检测可以采用多种方法，例如：
1.钢丝测量法
2.反射光栅传感器法
3.激光扫描法
4.磁粉探伤法
这些方法可以有效地检测裂缝的位置、大小和数量，为梁结构的修复和维护提供有力的依据。

裂缝修复
预应力混凝土T梁裂缝修复主要有以下几种方法：
1.粘贴预应力碳纤维板
2.玻璃纤维黏结法
3.构造增强法
这些方法可以修复裂缝，使梁结构重新恢复正常状态，提高梁的安全性。

预应力混凝土T梁的裂缝分析和修复工作是非常必要的，可以保证梁的安全性和使用寿命。

在裂缝检测和修复过程中，要注意选择合适的方法和材料，并保证工艺和施工质量的稳定性。

交通科技与管理97工程技术0　引言 预应力预制箱梁通常在独立的梁场预制，采用整体钢模，混凝土集中供应，混凝土运距短，养护方便，易于预应力张拉作业；同时梁场采用起重机吊运，机械化程度高，质量有保证，生产效率高。

预应力预制箱梁可与下部工程同时进行，在下部工程完成后进行架设，大大的缩短了工期，降低了施工成本。

从而决定了预应力预制箱梁在桥梁施工中被广泛应用。

1　工程概况 广西融河高速的一座在建桥梁，全桥共2联，桥梁跨径组合为 2×（4×20.0 m），桥面宽度为2×（净-11.75+1）m，共8跨。

桥梁上部结构采用先简支后连续预制小箱梁。

预制小箱梁采用C50混凝土，腹板高度为105 cm，底板宽度为100 cm。

波纹管采用高密度聚氯乙烯波纹管（SBG-50Y型）。

单侧腹板纵向采用两束5*15.2钢绞线，底板纵向采用两束5*15.2钢绞线。

在桥梁外观检测中发现每跨中都有部分箱梁在底板或腹板位置出现纵向裂缝；裂缝宽度在0.05 mm~0.20 mm之间，长度在1.0 m~19.0 m之间。

就同一箱梁而言，底板裂缝宽度大于腹板裂缝宽度。

底板裂缝在距梁底边缘两边各20 cm~ 30 cm之间对称分布；腹板裂缝在梁中位置出现在距梁底边缘10 cm~20 cm处，在距梁端7 m~8 m处裂缝开始向斜上方发展，基本上是沿波纹管位置出现。

部分裂缝虽未直接连通，但基本上沿波纹管位置延伸。

2　钢筋混凝土构件裂缝分类及成因2.1　钢筋混凝土构件裂缝分类 （1）按产生原因可分为结构裂缝和非结构裂缝。

结构裂缝：由各种外荷载引起的裂缝，也称荷载裂缝。

它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。

结构裂缝多由于结构应力达到限值，承载力不足引起的，是结构破坏开始的特征，或是结构强度不足的征兆，这是比较危险的。

非结构裂缝：由各种变形引起的裂缝，也称变形裂缝。

它包括混凝土收缩、温度变化等因素引起的裂缝。

预应力混凝土梁桥裂缝成因及其对策预应力梁桥〔包括简支梁、连续梁、连续刚构〕目前是我国修建最多桥梁。

在这些桥梁修建过程中与运营过程中，有时会发现梁体不同部位出现龟裂、横向、纵向与斜向裂缝。

裂缝一但出现，轻那么影响构造耐久性、重那么直接影响构造承载能力，甚至危及构造平安，值得予以重视，并应弄清裂缝产生原因，首先采取措施预防裂缝发生，一旦裂缝发生，那么必须采取适当措施，予以及时观察监测与处理，以保证桥梁平安与耐久性能。

]一、预应力梁桥裂缝种类及其原因1、预应力简支梁桥裂缝种类及其原因〔1〕龟裂预应力简支梁桥在预制时容易产生龟裂，其原因除了由于混凝土配比不适宜，个别混凝土浇筑不均匀外，在养护过程中洒水不及时，覆盖不严，采用蒸养时过快升、降温等均可能产生梁体外表龟裂。

〔2〕纵向裂缝纵向裂缝多发生在运营期间，其原因除了张拉力过大〔设计不合理或施工超张拉〕外，也与混凝土质量有关，如有一些铁路运营线上预应力混凝土简支梁，在运营10多年或20多年后出现沿纵向力筋裂缝，后通过调查确定为碱骨料反响导致混凝土承载力下降造成。

由于这种裂缝处于主要受力钢束部位，极易引起纵向钢束锈蚀，对构造影响非常大。

〔3〕横向裂缝横向裂缝多发生在运期间，超载、各种原因是预应力损失超过设计预想，都可能导致裂缝发生。

此外，由于徐变上拱发生与开展，在梁上翼缘也会产生横向裂缝，特别对活荷载比重较大铁路桥梁更是如此，而且随徐变开展，裂缝也会开展，而当桥上荷载较大时，这种裂缝又会暂时闭合。

〔4〕主拉应力方向斜裂缝这种裂缝一般发生在运营期间，且多在跨度四分之一附近区域腹板上，可以认为根本上是由于主拉应力方向抗裂平安储藏缺乏而造成。

2、预应力连续梁及连续刚构桥裂缝种类及其原因〔1〕外表龟裂与预应力简支梁类似，这种裂缝一般是由于连续梁与连续刚构在施工过程中养护不及时或温度变化较大时产生。

由于这类桥在国内大局部是采用悬臂灌注或支架法施工，高空养护条件比地面更差，极易因养护浇水不及时而造成混凝土外表干缩快，内部干缩慢，使外部混凝土受拉超过混凝土抗拉强度，产生开裂。

试谈箱梁腹板裂缝成因箱梁腹板本身的抗拉应力储备不够导致其产生和发展了大量的斜裂缝，进而使桥梁的工作性能和承载能力受到了极大的影响。

混凝土产生的裂缝不仅导致结构的刚度显著下降还会导致结构的耐久性大不如前，这里将简单分析一下腹板裂缝相关情况。

1. 腹板裂缝分类箱梁腹板裂缝按照裂缝生成的位置以及开裂形态可分为以下几类：水平、竖向、斜向以及沿预应力方向的裂缝。

（1）水平裂缝一般箱梁腹板没有足够的厚度或者横隔板设计的数量较少的因素会导致对箱梁的扭转变形约束不当或者约束刚度不够，因此，就会产生箱梁腹板的水平裂缝，这种裂缝一般出现在采用悬臂施工法的连续梁桥以及连续刚构桥中施工至主跨L/4至L/2位置处。

（2）竖向裂缝竖向裂缝可分为两种，一种是非结构性裂缝，一般在箱梁悬臂浇筑过程中会产生这种裂缝，混凝土由于受到模板的摩擦约束作用导致收缩受到阻碍，在拆模前期，裂缝便会快速的开展，甚至产生宽度很小的通缝，预应力张拉完毕后一般可以愈合；同时在悬臂拼装过程中，节段间的拼装接缝处也会产生竖向裂缝，一般沿着顶、底板横向开裂。

第二种裂缝是结构性裂缝，当箱梁混凝土的温度变形受到限制或者箱梁一侧支座或伸缩缝出现问题，就会将箱梁的整个截面拉开，进而产生混凝土的拉裂裂缝；箱梁桥梁跨中腹板的竖向裂缝是最常见的结构性裂缝，一般是由于箱梁跨中产生下挠而导致箱梁下缘受拉，竖向裂缝从底板逐渐开展到腹板。

（3）斜向裂缝斜裂缝是腹板中出现的一种最常见的裂缝，是由于混凝土受到弯剪作用而产生的，腹板的抗剪能力由混凝土和钢筋共同提供，混凝土自身具有一定的抗剪能力，而纵向钢束与竖向钢束分别提供正应力，主梁开裂前的抗剪能力由三者共同承担。

主梁开裂后，抗剪承载力除上述三者外还包括混凝土与钢筋之间的机械咬合力以及粘结力、箍筋和弯起钢筋提供的抗剪承载力。

这种裂缝属于结构性裂缝，分布具有规律性，一般分布在主梁L/4处，且和主梁的轴线大约呈25-50度夹角。

（4）沿预应力束方向的裂缝这种裂缝是一种产生于腹板并且和顶板下弯预应力筋大致平行的斜向裂缝，比较少见，这种裂缝产生的原因主要是由于预应力钢束在施工过程中位置固定不当进而导致混凝土的保护层厚度不满足设计要求，从而致使混凝土壁剥落而产生裂缝。

《箱梁腹板裂缝的机理分析及预防措施》摘要。

随着预应力混凝土连续箱梁桥腹板裂缝成为一个普遍而复杂的问题，人们给予了越来越多得重视，并设法通过采取措施将其控制在一个容许的裂缝宽度之内。

本文总结了预应力混凝土连续箱梁桥腹板裂缝出现的规律，对其作用机理进行了简要的分析，并对腹板裂缝的预防和控制提出了针对性的建议。

关键词：裂缝；作用机理；预防控制1腹板斜裂缝（1）边跨现浇段和支座附近至l/4跨范围两侧腹板25°～50°斜向裂缝。

如图1所示。

分析认为，这种裂缝属于结构性裂缝，出现这种裂缝主要是承受了较大的剪应力而腹板抗剪能力又不足以满足所产生的过大主拉应力要求所引起的。

在忽略腹板厚度方向的应力状态情况下，将箱梁桥复杂的空间应力状态简化为双向应力作用下的平面应力状态，忽略横向正应力，在双向应力状态下，主应力计算公式为：由式（1）可知，竖向预应力的存在，能大大减小主拉应力。

设计中首先计算出箱梁桥腹板的主拉应力，然后通过合理的调整竖向预应力筋的数量和间距来减小甚至完全消除主拉应力，使得第一第二主应力均为负值（压应力），不超过混凝土的极限抗拉强度，以此来控制腹板斜裂缝。

可对于变截面箱形梁桥，边跨直线段箱梁高度较小（高跨比通常为1/25），导致竖向精轧螺纹钢筋长度较小，施工中往往由于孔道布设不合理和张拉压浆质量难以保证，导致竖向精轧螺纹钢筋中的永存预应力损失过大，往往主拉应力大于极限拉力，裂缝难以避免的出现。

为了避免预应力混凝土连续箱梁的弯起束摩擦损失较大，也为了方便施工，现在的箱形梁桥多采用纵向预应力束和竖向预应力粗钢筋的组合布索方式来取代弯起束，通过调整竖向预应力，把主拉应力减小到一定范围之内，进而控制裂缝的产生，这在理论设计计算中是可行的，可实际上取消弯起束采用这种组合布索方式的预应力箱梁还是不可避免的出现了与水平方向呈45°的斜裂缝。

在设计中对于不同布索方式的选择要充分考虑由于施工难度大，施工质量难以证引起的预应力尤其是竖向预应力损失，进行充分的论证，不可盲目的为了施工方便而采用纵向预应力束和竖向预应力粗钢筋的组合布索方式，必要时可以增设弯起束，调整竖向预应力筋的间距，增加腹板的厚度，加密箍筋；同时为了消除主应力空白区，应对箱梁斜截面的抗裂能力进行考虑，适当增加非预应力钢筋尤其是弯起钢筋来配合预应力钢筋提高斜截面抗裂承载能力；由于梁高的限制边跨梁端抗剪能力差，为了避免梁端剪应力过高，设计中应选择合适的边跨和中跨的比例。

预应力现浇箱梁桥施工中出现裂缝的处理措施【摘要】预应力现浇箱梁具有强度高、变形小、耐性好、预应力损失小等优点，被广泛应用在高速公路互通、立交桥梁上。

但延性较差、原材料和施工工艺达不到设计要求时，梁体会在不同部位出现裂缝，甚至在张拉时出现锚垫板压碎、箱梁端部发生劈裂现象，影响结构的承载能力、耐久性，在这方面应予以重视，并弄清产生裂缝的原因，采取适当的措施，以保证桥梁安全和耐久性。

【关键词】混凝土；裂缝；预应力；水泥；收缩Abstract：the prestressed cast-in-place box beam with high intensity, small deformation, good tolerance, prestress loss of small advantages, is widely used in Expressway Interchange, interchange bridge. But the ductility, raw materials and construction process can not meet the design requirements, experience in different parts of beam crack in tension, even when crushed, anchor plate end section of box beam splitting phenomenon, affect the bearing capacity of the structure, durability, in this respect should be paid more attention to, and make cracks reason, take appropriate measures, to ensure the bridge safety and durability.Key words：concrete; crack; prestressed; cement; contraction一、预应力现浇箱梁裂缝成因混凝土结构裂缝的成因复杂繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的主要原因，大致可划分为以下几种：1、温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。