先张法预制T梁的非结构性裂缝成因分析及预防措施

先张法预制T梁的非结构性裂缝成因分析及预防措施

魏鑫明

南京东部路桥工程有限公司 江苏南京 210000

摘要：非结构性裂缝指的是混凝土结构在温度、徐变、约束等的影响下发生的一种变形形式，当应力超过混凝土结构抗拉强度时，即可产生裂缝，一般发生于混凝土结构浅表部位，可对混凝土结构耐久性造成较大不良影响，只有确定裂缝成因，才可为裂缝治理提供可靠依据。对此，本文首先对先张法预制T梁的非结构性裂缝问题进行介绍，然后对选择某桥梁工程作为研究对象，对先张法预制T梁非结构性裂缝的成因以及解决措施进行详细探究。

关键词：先张法；预制T梁；非结构性裂缝

我国高速公路工程建设数量和规模显著增加，预制T梁施工技术的应用也越来越常见，但是，在T梁预制过程中，温度变化或混凝土结构收缩徐变时易造成非结构性裂缝，进而造成梁发生变形问题，如应力超过混凝土结构抗拉强度，就会诱发裂缝。本文对先张法预制T梁非结构性裂缝的产生原因进行全面细致的分析，旨在为混凝土结构裂缝防治提供参考。

一、先张法预制T梁的非结构性裂缝问题

（一）先张法预制T梁。

先张法的作用在于改善钢筋混凝土结构抗裂性，避免发生早期裂缝，在混凝土结构预制施工中，通过施加一定的应力，即可有效提升混凝土构件性能。在混凝土浇筑施工之前，首先对预应力筋进行张拉处理，对于预应力筋，应当锚固在钢模上，再开展混凝土浇筑，混凝土与预应力之间相互粘结，即可完成预应力施加。

（二）先张法预制T梁台座。

本着因地制宜、确保质量及进度的原则，布置预制场，在先张法构件的生产过程中，需将台座作为承重结构，要求具备较强的刚度以及承载能力，避免台座发生变形或者移动，进而造成预应力损失。台座的结构类型比较多，要求坚持因地制宜的原则选择适宜台座类型，常见有两种，其一为墩式台座，其二为槽式台座。

（三）先张法非结构性裂缝情况。

造成先张法预制T梁产生非结构性裂缝的原因比较复杂，施工单位应当对裂缝的产生原因进行深入剖析，并选用适宜的防护策略。通常情况下，夏季混凝土结构内外温差比较大，因此，先张法预制T梁非结构性裂缝的发生率比较高，一般裂缝分布在梁板表面，深度和宽度均比较小[1]。

二、实例分析非结构性裂缝成因

（一）工程概况。

本文选择某桥梁工程作为研究对象，在该桥梁工程施工中，共划分为两个标段，分别为左辅道桥段以及右辅道桥段，在实际施工中，选用折线配筋预制先张法预制T梁。在混凝土结构浇筑完成后，在混凝土凝固以及结构养护过程中，如果T梁内外温差大会发生拉伸变形，而当预应力通过较大粘结力约束周边混凝土拉伸变形时距离比较大，部分区域与预应力筋之间约束较小。

（二）墩式台座。

墩式台座施工中，承力台座的应用较为常见，对于这一台座，需埋置在地下，在基础结构施工中采用现浇施工方式，刚度以及承载能力均比较强。在台面碎石层以上，需浇筑混凝土，而对于台座两端，需应用钢制横梁，在重力式基础结构作用下，即可进行张拉反力传递。

（三）槽式台座。

其是由压杆、台面以及横梁所组成的。其中，压杆的作用在于对台座两端张拉反力发挥支撑作用。

    （四）先张法非结构性裂缝情况。

桥梁应用墩式台座采用先张法预制T梁方式，在混凝土浇筑养护完成后，夏季温度高T梁容易产生竖向裂缝，尤其是跨中腹板部位裂缝发生率比较高。通过对裂缝发生区域进行检查，表面裂缝裂缝深度和宽度小，检测的承载力依然符合桥梁使用要求。非高温左辅道桥标段梁体没有裂缝产生。

在该桥梁工程左辅道桥标段施工中应用墩式台座，选用先张法预制T梁施工方式，在不同季节，均未发现左辅道桥标段中所出现的裂缝[2]。

（五）非结构性裂缝的形成分析。

夏季环境温度比较高，昼夜温差较大，因此，梁体容易发生收缩变形。通常情况下，在混凝土浇筑完成3d后，随着时间的不断延长，徐变也会显著增加，导致梁体结构发生蠕变，进而产生裂缝问题。

在左辅道桥标段施工中，台座两端台墩分离不会互相影响。墩式台座和预应力筋处于绝对静止状态不受温度影响。当混凝土浇筑施工完成后，梁体和预应力筋之间的粘结力增加，预应力可约束周边混凝土结构，但是，部分混凝土结构与预应力之间的距离比较大，因此，预应力所发挥的约束作用比较小，进而造成应力超过抗拉强度诱发裂缝产生。梁体马蹄部位以及梁端部受到的预应力筋约束作用比较强，因此变形量较小。1/4-3/4跨处腹板上部约束比较小，因此，这一部位裂缝发生率较高。

在右辅道桥标段施工中，钢筋混凝土压杆能够提供横梁拉力，当混凝土压杆受到温差影响时，即可发生伸缩变形。当槽式台座受到温差影响时即可发生变形问题，与此同时，预应力筋在受到张拉影响后也会随之发生变形。预应力筋对于周边混凝土的约束比较小，因此不易产生裂缝。

三、非结构性裂缝的常用检查方法

（一）外观检测

通过观察，记录裂缝的走向，并对裂缝宽度进行量测并记录；

（二）无损检测在不损害对象使用性能和内部组织的前提下，借助仪器和设备对T梁进行无损检测。

四、非结构性裂缝的解决措施

（一）加入外加剂。

在先张法预制T梁施工中，在混凝土拌合过程中，可加入一定量缓凝剂，水泥的凝聚时间比较短，并且在混凝土拌合中需应用多种原材料，各类原材料的粒径、形状等均有所不同，因此，裂缝发生率比较高。对此，可在混凝土拌合中加入一定量外加剂如缓凝剂，有利于延长混凝土结构凝聚所需时间，水泥混凝土凝聚时间较长，裂缝发生率显著降低。

（二）更换水泥。

部分施工单位为了缩短工期，在先张法预制T梁施工中，应用强度较大的水泥材料，这类水泥材料的放热速度比较快，但是，水化热较高，因此，梁体内外温差控制难度比较大，容易造成裂缝发生率增加。对此，在混凝土配制过程中，应当更换水泥材料，选择水化热低的水泥，并选择易于开展早期控温的水泥，有利于降低水泥材料强度。

（三）加强施工管理。

在先张法预制T梁施工完成后，如果养护不当，则会造成非结构裂缝发生率增加。对此，在先张法预制T梁施工中，应当加强施工环节管控，保证各类机械设备处于稳定运行状态，在混凝土浇筑完成后，需采取有效的保温措施，比如，可覆盖帆布、塑料布等，通过加强养护管理，即可有效提升混凝土结构裂缝，降低裂缝发生率[3]。

（四）保证原材料质量。

为了降低先张法预制T梁裂缝发生率，必须加强原材料质量控制。

（五）优化混凝土配合比

满足施工和易性、耐久性、经济性的原则下，对混凝土配合比进行科学合理的设计，结合设计需要对配合比方案进行调整，适当提高水胶比，降低混凝土结构收缩度。

（六）改变施工时间、改善施工方法

根据现场实际施工条件，选择晚上浇筑混凝土，此时得温度相对较低、相对稳定。

结语：

综上所述，本文主要对先张法预应力T梁非结构性裂缝的产生原因以及处理对策进行了详细探究。先张法预应力T梁在环境温差的影响下，可造成梁体产生伸缩蠕变，梁体产生较大应力，而先张法墩式台座的受力处于相对静止状态，对混凝土约束比较大，因此容易发生非结构性裂缝。通常情况下，非结构性裂缝处于混凝土结构表面，不会对结构安全性构成较大危害，但是依然会对结构外观造成不良影响，对此，必须采取有效的预防控制措施，降低非结构性裂缝发生率，提升桥梁工程质量。

参考文献：

[1]李玲.预制T梁施工中混凝土裂缝原因的分析及对策[J].城市建筑，2020，17（14）：2.

[2]邱柏栋.预制预应力T梁裂缝原因分析与处理[J].数码设计（上），2020，009（001）：141-142.

[3]高举怀，武良缮，余晖，等.预制混凝土T梁梁端早期竖向裂缝分析[J].交通世界，2018（29）：3.