摘要：在桥梁建设和使用过程中，因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的现象屡见不鲜。为了进一步加强对预应力混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文通过对横山中桥预应力混凝土空心梁板裂缝产生的原因进行分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。
关键词：预应力混凝土空心梁板裂缝
一、工程概况
松阳县50省道改建工程建设项目全长22.38公里，全线采用双向四车道一级公路标准，设计速度80Km/h，整体式路基宽度24.5m。其中横山中桥，桥孔为3×13m预应力混凝土空心梁板，全桥一联，总长58m。设计荷载：公路Ⅰ级，下部构造为柱式墩、桩基础，桩基为嵌岩桩，桥台为u型桥台，扩大基础。
横山中桥空心板，为后张法钢绞线预应力混凝土结构，跨径13m，板梁高60cm，宽124cm；空心板的梁顶、底板厚度均为12cm，肋板厚度为23cm；空心板钢绞线选用标准强度fpk=1860Mpa，混凝土强度为C50；
二、先简支后连续施工
1先简支后连续梁桥的设计特点
在简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁状态的常见方法有以下几种：
1）将主梁内的普通钢筋在墩顶连续。该方法简单易行，缺点是墩顶负弯矩区域常常出现横向裂缝，影响桥梁的持久使用，增加维护费用。
2）在主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用特殊的连接器进行连接，该方法效果很好，但是施工难度太大。
3）在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力钢束来实现。该方法简单可行，同时克服了负弯矩处开裂的问题。
横山中桥跨径13m，采用的第一种设计
2先简支后连续梁桥的施工工序
1）先预制空心梁板，待混凝土达到设计强度的90%且满足养护时间后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理空心板梁底板通气孔。
图1张拉主梁顶板预应力后弯矩图
2）设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上层简支状态，及时连接桥面钢板及端横隔梁钢筋。
图2简支状态自重作用下弯矩图
3）连接连续接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，浇筑完成后拆除一联内的临时支座，完成体系转换。
图3体系转换后顶板弯矩图
4）现浇调平层混凝土，喷洒防水层，进行护栏、桥面铺装施工及伸缩缝安装。
图4使用阶段不计预应力弯矩包络图
三、裂缝分布情况
根据现场统计，在已预制好的29片梁板中4片出现裂缝，其中边梁1片，中梁3片。裂缝梁的位置基本都在梁跨端附近，在梁板顶面，裂缝多发的位置在箍筋处，裂缝长度长不一，大约10～130cm，缝宽为0.05～1mm，沿截面高度呈上宽下窄状，部分深度在1cm之内，个别多达8cm，距离端部2m范围内。裂缝情况如下所示：
梁体编号 裂缝类型 裂缝形式 长度cm 宽度mm 浇筑日期 浇筑温度
1-2 非结构裂缝 贯通纵缝 30～126 0.8～1 2012.07.14 27～38℃
3-13 非结构裂缝 断续纵缝 10～30 0.05～0.2 2012.07.24 25～35℃
1-4 非结构裂缝 断续纵缝 10～30 0.05～0.2 2012.08.05 26～37℃
1-9 非结构裂缝 端部横缝 80 0.05～0.2 2012.08.10 25～35℃
四、裂缝成因分析
一般来说，裂缝是混凝土结构经常遇到的现象，混凝土裂缝可分两类，即结构裂缝和非结构裂缝。本桥空心板顶板出现的若干条裂缝，对于该裂缝的产生一般是由于结构横向拉应力超过混凝土本身的抗拉强度而导致开裂，而在整个施工过程中，结构并无行车荷载，针对裂缝宽度，高度，深度，及分布区域，结合施工方案和设计图纸以及施工情况综合分析，对该裂缝的产生提出以下几点原因：
1横山中桥在先简支后连续施工工艺中采用2.5m长，间距为10cm直径为25的普通钢筋在墩顶处连续。在空心板达到设计强度的90%以上进行张拉时，由于垂直于预应力钢筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外，端头部分钢筋密集程度很高，在混凝土浇筑工程中很容易由于振捣不充分而导致混凝土不密实，张拉时混凝土强度偏低，以及张拉力超过规定等，都会容易产生横向裂缝。
2水泥采用虎山P.052.5，经检验符合规范要求，水泥用量：459kg/m3，坍落度值为100～130mm.设计配合比：水泥：碎石（大/小）：砂：水：外加剂=1：1.51/1.01：1.36：0.37：0.009。.在混凝土施工时，由于偏于保守，水泥用量超过高限，由于水泥用量的增加使混凝土凝结收缩量大，造成表面裂缝。
3施工因素。施工不当也会产生裂缝，如安排在高温天气浇筑混凝土等，其裂缝分布部位、方向、出现时间具有一定的规律性。根据施工原始记载，发生裂缝的预应力空心板，浇筑气温均在32℃以上。在如此高的气温条件下，拌和、运输及浇筑由水化热较高的P.052.5普通硅酸盐水泥配置的混凝土，如不采取降温措施，极易产生外界高温热量向混凝土倒灌的现象，使混凝土温度过高。当混凝土降温收缩时，全部或部分受到台座的约束，在混凝土内部出现很大的拉应力，进而导致严重的降温收缩裂缝。
4混凝土养生：现场操作往往是等混凝土脱模后才开始养生，空心梁顶面裸露在大气中，夏季气温高，加快了水分的蒸发，致使表面干缩裂缝。
5其他因素。混凝土拌和时，如果水泥和骨料温度过高，加之水泥水化热会使混凝土拌和物温度增高，在冷却硬化过程中会使温差收缩加大，导致开裂。由于温度变化引起的裂缝，结构随着温度的变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂缝。
五、裂缝处理措施
裂缝的修补方法要根据裂缝的形式、大小、产生的原因和结构受力情况及使用要求综合制定，常用的裂缝处理方式如下：
1表面修补法：此法适用于对承载力无影响，裂缝宽度小于0.3mm的表面裂缝。包括表面涂抹水泥砂浆，表面涂环氧树脂胶泥和贴玻璃布、碳纤维布、表面凿槽嵌补。
2内部修补法：此法用压力泵把胶结材料压入裂缝中，结硬后起补缝作用。适用于裂缝宽度较大，对结构整体性有影响，有防水、防渗要求的裂缝修补。
3结构加固法：此法适用于对梁板结构的承载能力，整体性有较大影响的裂缝的修补。就是通过加大砼和钢筋截面面积，并通过一些构造措施，对原结构进行加固补强。在原梁板的受拉区补加砼对被加的钢筋起到粘结和保护作用，在受压区浇砼，能增梁、板的有效高度，后加的部分能有效的发挥作用。
根据横山中桥现场梁板情况，采用以下处理方式：
对小于0.3mm的裂缝，采用毛刷或钢丝刷等工具清扫砼表面尘土，然后用棉丝蘸乙醇沿裂缝方向两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥，用灌浆盒或灌浆嘴将环氧树脂浆液对裂缝部位灌入填充密实。
对大于0.3mm的裂缝，采用沿裂缝用钢钎或风镐凿成“V”形槽，槽宽与槽深根据裂缝深度和有利于封缝来确定，凿完后用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑粉尘清除干净，用灌浆盒或灌浆嘴将环氧树脂浆液对裂缝部位灌入填充密实。封缝采用环氧树脂胶泥，先在裂缝两侧（宽20～30mm）涂一层环氧树脂基液，后抹一层厚1mm左右、宽20～30mm的环氧树脂胶泥。
六、施工注意事项及改进措施
1原材料把关
按质量要求，严格进行选料，对不符合要求的砂、碎石和水泥不许进场，对含泥量较大的骨料要求用水冲洗；严禁使用过期和不同标号的水泥，尽量采用发热量和收缩量较小的矿渣低水化热水泥。进场材料必须经严格检验后方能使用，对高标号混凝土使用高标号水泥，减少水泥用量，水泥安定性合格且初凝时间必须大于45min。细集料使用级配良好的中砂，细度模数Mx应大于2.6，含泥量小于3%.粗集料使用质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量小于1%，针片状颗粒含量应小于5%。
2配合比控制
施工中应严格控制混凝土配合比，测定集料含水量，针对不同的气温条件及时调整施工配合比，控制好坍落度，保证出槽混凝土具有良好的和易性，避免因配合比控制不严，使含水量过大，以至在采用整体钢模时水分无法排出而导致水泡，影响梁体质量和美观。在施工过程中，加强对混凝土的施工管理，确保配料准确和合理的搅拌时间，定期校验各种称量仪器，保证原材料用量准确。
3施工阶段控制
（1）浇筑前模板制作方面：侧模，根据梁体结构形式进行设计，在满足几何尺寸的前提下，尽量减少直角连接，减少应力集中点；模板表面打磨光滑，减小摩阻力。制梁台座：制梁台座表面尽量光滑，摩阻力小。制梁台座表面可铺设表面光滑的材料，如水磨石、钢板、胶合板等。
（2）浇筑时及浇筑后：在施工过程中，控制好混凝土的浇注时间和浇筑时的温度，安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注并及时掩护，并用塑料布进行覆盖，经常保持混凝土湿润，从而防止温度裂缝的产生。
（3）施工采用插人式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍，对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝士离析，从而产生结构裂缝。
七、结束语
造成桥梁出现裂缝的原因是多种多样，必须提高施工管理人员的素质和技术水平，同时必须要求施工管理人员放开思想，消除偏见，客观公正地充分发表意见，对每个质量事故原因所在进行细致分析。
结构设计中，钢筋混凝土结构构件是允许带裂缝工作的，问题不在于有无裂缝，而在于出现什么样的裂缝。当桥梁发生开裂现象后，应从设计、施工及其使用状况等各方面进行细致地调查测试及详尽地分析，找出开裂的主要原因，分析裂缝的性质，预料其对结构的危害性，判断其需要修补或加固的紧迫性，最后采取合理、有效、经济的修补加固措施，使桥梁损伤尚在轻微时期就能得到修补，保证其正常地使用。经常开展质量检查活动，提高施工管理人员的分析能力和工程质量隐患的预见能力。对已经出现质量问题研究分析，找出质量问题的根本原因，采取最优化的补救措施；对经常会出现问题的环节，采取预防。
参考文献
【1】王铁梦，钢筋混凝土结构的裂缝控制[J].混凝土2000年05期
【2】谢兆行，预应力混凝土空心板梁开裂原因分析及加固措施[J].广东建材.2009年03期
【3】GB14040-93预应力混凝土空心板.国家技术监督局.1993年