1 概述
沈阳四环快速路新建工程第二合同段桥梁工程主体结构位于于洪区平罗镇上三家村，沈彰高速公路东侧，新蔡线北侧。13m跨径先张预应力空心板梁共计160片，均由项目部预制板梁梁场生产。13m预应力空心板是桥梁工程的主要承力结构，因此保证混凝土的预制质量至关重要，我段施工的13m先张法预应力空心板梁施工的相关参数如下：
结构类型：跨径13m预应力混凝土先张空心板梁
混凝土设计强度：40Mpa
钢绞线类型：φ12.7/1860Mp
混凝土配合比：水泥：砂：碎石：水：外加剂=426：685：1167：162：4.26
水灰比：0.38
砂率：37%
水泥：采用辽阳天瑞水泥有限公司生产的《天瑞》
P·O52.5水泥。
碎石：采用辽阳罗大台镇沙浒生产的（5-20）mm碎石（掺和比例：5-10mm 30%；10-20mm 70%）
砂：采用开源清河生产的中砂
水：饮用水
外加剂：北京恒峰永信科技发展有限公司生产的BHF-9聚羧酸高效减水剂，掺量1.00%
2 裂缝的产生
13米首件预制的个别空心板梁在混凝土浇筑完成拆模后，在顶面沿拉毛纹路及箍筋横向产生长度30~50mm，宽度为0.1~0.3mm的裂缝，顶面纵向也出现30~50mm，宽度为0.1~0.2mm的裂缝。用红色墨水滴灌标注后，将混凝土裂缝凿开，可以发现裂缝深度在1~3mm之间，因此，可以初步判定为温度裂缝或收缩裂缝，这对空心板的受力及使用并不构成影响，但当预应力钢绞线放张后，位于混凝土顶部的抗拉强度会降低、相应的张力会增加，从而会导致裂缝宽度、长度和深度都会有增加的可能，这一情况必须要加以考虑，然后综合分析裂缝产生的原因，并提出改进措施。混凝土早期裂缝一旦发生，其渗透性能会发生改变，其暴露于易损伤环境的表面积也随之增大，加速混凝土的老化，会严重降低混凝土的强度；裂缝的产生使混凝土渗水、渗液性增大，易造成其内部受力筋的腐蚀，影响到混凝土的耐久性，使其寿命缩短。
3 裂缝产生的原因分析
应及时组织技术人员针对于13米首件板梁裂缝的产生，要对施工中的各个工序、环节进行详细的检查，并认真分析。
3.1 原材料影响因素 水泥采用辽阳天瑞水泥有限公司生产的《天瑞》P·O52.5水泥，经检验符合规范要求（检验编号05JH5-3-001），水泥用量：426kg/m3。为普通混凝土的1.5～2倍，由此可见，高强混凝土的水泥用量较大，因此在混凝土固化过程中，出现收缩裂缝的机率也就会大于普通混凝土。同时，在混凝土固化过程中，高标号混凝土构件的水化放热量大，使混凝土的最高温升增加了，混凝土的温度收缩应力加大。在其他因素（养护、外界气温等）的综合作用下，很有可能导致温度收缩裂缝。碎石采用辽阳罗大台镇沙浒生产的（5-20）mm碎石（掺和比例：5-10mm 30%；10-20mm 70%），级配经试验人员抽检符合规范要求，经水洗设备水洗后石料含泥量符合规范要求。砂采用开源清河生产的中砂，含泥量符合规范要求，级配符合规范要求。混凝土生产拌和用水采用机井水，经质检站检验符合规范要求，并达到引用水标准。减水剂为北京恒峰永信科技发展有限公司生产的BHF-9聚羧酸高效减水剂，掺量1.00%，检验符合规范要求。经分析，混凝土中碎石和砂含泥量没有超标，级配符合要求，但水泥用量较大，达到了规范要求的最高限，这是混凝土表面易产生裂缝的重要因素。
3.2 施工工艺影响因素 混凝土的拌制：拌和设备采用梁场内自备的75型搅拌机，每盘拌和时间为2min左右，时间较短，从而影响混凝土的均匀性。取当日混凝土浇筑记录，坍落度经过现场实测，得其值为13mm，据此知水灰比过大，水灰比超过了设计用量，从而引起混凝土干缩量加大，干缩裂缝易产生。混凝土浇筑过程中，采用插入式振捣棒进行振捣，由于振捣过程中存在过振，使混凝土表面粗细集料产生离析，混凝土表面细集料集中现象会发生在接近模板及顶部的位置。混凝土构件的养护。在施工技术交底中要求现场施工人员在混凝土表面定浆后立即覆盖土工布并洒水养生，但在实际操作中往往及时养生不能到位，水化热、砼体水分蒸发造成表面干化收缩较快，容易造成干缩裂缝，尤其气温高于25℃时更容易产生。现场出现裂纹的构件均是当日气温较高时浇筑生产的。
3.3 内箍筋的影响因素 混凝土和钢筋的膨胀率不同，混凝土的膨胀率小于钢材的，钢筋膨胀所产生的应力大于混凝土表面的拉应力，在混凝土产生大量水化热时，由于钢筋膨胀形变较大，混凝土表面很容易产生裂纹。
3.4 混凝土自身应力形成的裂缝
3.4.1 收缩裂缝。当混凝土固化时，混凝土内部水泥颗粒与水分相结合，使其总体积减少，这一现象称做凝缩；而通过另外一些水分蒸发，引起的体积减小，称之为干缩。凝缩和干缩统称为收缩。在混凝土的内部一般会有一个含水梯度，使其由表面逐步扩展到内部的。当混凝土表面和内部的收缩不均匀时，混凝土内部承受压力，表面承受拉力。如果拉力大于其抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。
3.4.2 温度裂缝。阳光照射、水泥水化放热、夜间降温等外在因素都会使混凝土在施工过程中受到影响。当达到一定条件时，冷热变化就会在混凝土中出现，产生收缩和膨胀，从而形成温度应力。当混凝土的抗拉强度小于温度应力时，便会产生水化热过大而引起的裂缝，称之为温度裂缝。在水化热的作用下，使得混凝土内、外表面温差过大，混凝土表面受拉应力，混凝土内部受压应力。由于混凝土抗拉强度远小于抗压强度，表面拉应力可能先达到并超过混凝土抗拉强度，而产生间距大致相等的直线裂缝（称温差裂缝），本文先张板梁裂纹形态正是如此。
综上所述，板梁顶面产生的裂纹主要是由于早期养护不到位造成的温度裂缝和收缩裂缝。
4 裂缝的预防措施
4.1 严格把好原材料的质量关 必须对进场的材料进行严格检验，并确认合格后才能使用，在高标号混凝土中必须使用高标号的水泥，并保证符合配合比要求的水泥用量，并要求水泥初凝时间不小于45min；使用级配良好的细骨料(含泥量小于2%的中砂)；质地坚硬、级配良好的碎石做为粗骨料加以使用，要求其含泥量不大于1%，小于5%的针片状颗粒含量，拌合前应对粗骨料进行水洗，以保证含泥量及针片状颗粒含量；严格控制水灰比，保证水的用量控制在标准之内。
4.2 混凝土拌和 根据工程结构部位、钢筋的配筋量、施工方法及其他要求，确定混凝土拌合物的坍落度，确保混凝土拌合物有良好的均质性，不发生离析和泌水，易于浇筑和抹面。混凝土拌和时间控制在2min左右，若是混合料不均匀，搅拌时间过短，材料的结构很可能会被破坏；要保证混凝土具有良好的和易性。
4.3 混凝土的浇筑 选择一天中温度较低的时间进行混凝土的浇筑作业；混凝土的振捣应采用插入式振捣器进行作业，振捣棒的移动间距应小于1.5倍的振捣棒作用半径，混凝土振捣到不再冒出气泡、停止下沉，并且表面平坦且泛浆时，便可以边振边将振动棒缓慢提起，避免混凝土由于过捣而产生的离析现象。
4.4 混凝土养护 混凝土的养护在整个施工过程中也是尤为关键的，对防止裂缝的产生也是有很大作用的。①在混凝土浇筑并收浆完成后，用土工布及时对混凝土进行覆盖，并进行洒水养护，严禁在高温下裸露暴晒，应保证混凝土表面始终保持湿润状态，避免干湿循环。②水化过程中水泥会产生很大的水化热，为避免混凝土温度过高，在侧模外喷水对浇注完成后的混凝土进行散热，防止体积膨胀过大冷却后产生裂缝。③混凝土的养护时间应大于7天，拆除气囊后的孔道部位也应灌水养护。
4.5 芯模 在混凝土强度未达到2.5MPa时，芯模出现漏气现象使顶面混凝土开裂，混凝土顶面产生裂缝，因此控制保证内模外形尺寸尤为重要。
5 结论
通过以上改进措施的严格实施，在板梁大规模生产后混凝土表面裂纹基本消失。做为桥梁的承重结构，预应力混凝土空心板在实际施工中要严格按照施工组织设计施工，按规范要求严格检测各项指标是否符合要求，发现异常，应立即组织相关技术人员及时找出原因，采取合理的处理措施加以解决，确保成品梁的质量。