預應力梁橋（包括簡支梁、連續梁、連續剛構）目前是我國修建最多的橋梁。在這些橋梁的修建過程中和運營過程中，有時會發現梁體不同部位出現龜裂、橫向、縱向和斜向裂縫。裂縫一但出現，輕則影響結構的耐久性、重則直接影響結構的承載能力，甚至危及結構的安全，值得予以重視，并應弄清裂縫產生的原因，首先采取措施預防裂縫發生，一旦裂縫發生，則必須采取適當的措施，予以及時的觀察監測和處理，以保證橋梁的安全和耐久性能。]

　　一、預應力梁橋的裂縫種類及其原因

　　1、預應力簡支梁橋的裂縫種類及其原因

　　（1）龜裂

　　預應力簡支梁橋在預制時容易產生龜裂，其原因除了由于混凝土配比不合適，個別混凝土澆筑不均勻外，在養護過程中灑水不及時，覆蓋不嚴，采用蒸養時過快的升、降溫等均可能產生梁體表面龜裂。

　　（2）縱向裂縫

　　縱向裂縫多發生在運營期間，其原因除了張拉力過大（設計不合理或施工超張拉）外，也與混凝土的質量有關，如有一些鐵路運營線上的預應力混凝土簡支梁，在運營10多年或20多年后出現沿縱向力筋的裂縫，后通過調查確定為堿骨料反應導致混凝土的承載力下降造成。由于這種裂縫處于主要受力鋼束部位，極易引起縱向鋼束銹蝕，對結構影響非常大。

　　（3）橫向裂縫

　　橫向裂縫多發生在運期間，超載、各種原因是預應力損失超過設計預想，都可能導致裂縫的發生。此外，由于徐變上拱的發生和發展，在梁的上翼緣也會產生橫向裂縫，特別對活荷載比重較大的鐵路橋梁更是如此，而且隨徐變的發展，裂縫也會發展，而當橋上荷載較大時，這種裂縫又會暫時閉合。

　　（4）主拉應力方向斜裂縫

　　這種裂縫一般發生在運營期間，且多在跨度四分之一附近區域的腹板上，可以認為基本上是由于主拉應力方向抗裂安全儲備不足而造成的。

　　2、預應力連續梁及連續剛構橋的裂縫種類及其原因

　　（1）表面龜裂

　　與預應力簡支梁類似，這種裂縫一般是由于連續梁與連續剛構在施工過程中養護不及時或溫度變化較大時產生的。由于這類橋在國內大部分是采用懸臂灌注或支架法施工的，高空養護條件比地面更差，極易因養護澆水不及時而造成混凝土表面干縮快，內部干縮慢，使外部混凝土受拉超過混凝土的抗拉強度，產生開裂。此外，由于新澆筑的混凝土暴露在高空大氣中，周圍環境溫度的過快變化，如施工過程中的保溫措施不力、水泥結硬過程產生水化熱時發生驟然降溫等，均有可能產生表面龜裂。

　　（2）在跨度l/4附近出現的斜裂縫

　　這種裂縫一般是由于剪應力過大，主拉應力超過混凝土的抗拉強度而造成的，有時也與構造鋼筋的布置有關。當荷載增大時，裂縫會逐漸向受拉區發展。在開裂嚴重的情況下，縫隙可能沿腹板貫通。

　　（3）梁底沿縱向預應力的貫通裂縫

　　這種裂縫一般是由于預應力或截面尺寸設計不合理，導致壓力過大造成的，有時與施工質量也有一定的關系，有的橋梁在施工過程中就發生了底板長距離貫通開裂的現象。

　　（4）支撐處頂板或跨中底板的橫向裂縫

　　這種裂縫一般是預應力設計不合理，梁在收縮徐變和鋼束松弛的影響下，彎矩最大截面的混凝土受拉區出現超過混凝土抗拉強度的應力，導致開裂。對于邊、中跨比較大的連續梁或連續剛構，在邊跨端部區域容易引起開裂，早期用頂推法施工的預應力連續梁，由于設計配筋不合理，梁在頂推施工中結構受力與運營狀態的結構受力相反時，也容易出現橫向裂縫，有的橋在頂推過程中甚至出現貫通截面的裂縫，但這種裂縫在頂推就位后一般在反向受力下即可閉合。

　　（5）梁全截面的破壞性崩裂

　　曾經有一座利用滑移支架法逐段施工的預應力梁，在某階段張拉只將要結束時，錨下崩裂破壞，同時產生巨大的沖擊能，致使箱梁全截面開裂并發生錯動。將近10m長的梁體報廢。經事后詳細的受力分析，找出事故的原因是設計在箱梁底板的布束過密，底板高度較小，錨下局部應力過大導致了混凝土壓潰。[Page]

　　二、預應力混凝土梁橋的裂縫預防與處置對策

　　1、龜裂的預防和處置對策

　　（1）對于收縮裂縫應注意合理配置適當的構造鋼筋，盡可能降低水灰比，并在混凝土澆筑后及時覆蓋澆水養護，在干燥環境下更應注意加強養生。

　　（2）對于因溫度變化過大造成的裂縫，首先應選擇低水化熱的水泥，合理配置構造鋼筋；其次是對采用蒸汽養生的梁，應嚴格控制開始的升溫和結束時的降溫時間，按規定使梁體混凝土緩緩升、降溫；在寒冷地區澆筑梁體混凝土時，要采用切實可行的保溫、隔熱措施等。有時，新舊混凝土接縫處，沿接縫面中部的垂直方向，由于新混凝土結硬的水化熱與已經結硬、冷卻的舊混凝土之間存在溫差；同時由于舊混凝土齡期較長，收縮大部分完成，而新澆混凝土結硬時收縮受阻等原因也會引起混凝土開裂，這種情況應該盡量避免，若必須如此，則應采取增加構造布筋和其他適當的減小溫差的措施。

　　由于龜裂一般深入混凝土的深度不大，裂縫寬度一般也較小，除對結構的耐久性和美觀可能有影響外，不會對結構當前的受力造成影響，故可用外部涂刷或其他的封閉法處理，以免減小鋼筋的保護層厚度，是鋼筋容易遭受腐蝕。

　　2、梁底縱向裂縫如前所述，梁底縱向裂縫一般來說是受力裂縫，所以，首先在設計時應合理擬定截面，確定適宜的預應力度，對于較長的跨度及橋面較寬的情況，應盡量設橫向預應力，此外，對錨下局部應力應給予足夠的重視，對超常規設計必要時應配合做錨下局部應力試驗，以免混凝土受力過大。此外，對易發生堿骨料的地區，應重視骨料的選用以及施工用水的化驗，避免堿骨料反應發生。

　　對于因截面或預應力設計不合理導致的裂縫，應找出應力的超過幅度，進行分析，若應力超出不多，可用改性環氧混凝土將裂縫澆搗封閉，否則，應采用加固截面或加體外預應力等措施處理。若開裂非常嚴重，必要時應廢掉重做。

　　3、梁頂底面的橫向裂縫對于鐵路簡支梁在運營期間因徐變產生的橫向裂縫，一般因權衡活載上橋后的下翼緣的受力和徐變基本結束后的上翼緣在恒載單獨作用下的受力情況，以及梁的豎向剛度要求，在可能的情況下減小預應力度。對于一般的連續梁或連續剛構橋，在設計必要時應做徐變試驗，或預留張拉孔道，以便日后出現開裂時對梁的受力進行調整，使裂縫閉合。對于在頂推法施工過程中開裂、頂推結束后閉合的裂縫，仍應采用環氧樹脂予以封閉，以免在日后的運營過程中因水汽或有害氣體進入，腐蝕鋼筋和高強鋼束，影響結構的安全及耐久性。

　　對于在運營中發現的橫向裂縫，一般應采用改性環氧樹脂封閉，或在梁頂、底面用碳纖維布粘貼加固的方法處理。

　　4、主拉應力方向的斜裂縫

　　在近年來，一些運營中的預應力連續梁或連續剛構出現了主拉應力方向的斜裂縫，應該引起注意。一般來說，由于連續的混凝土結構存在次內力的再分配問題，施工過程中的影響因素又非常之多，在裂縫出現后要準確找出原因很困難，所以，在設計時首先應該合理地確定中、邊跨比，注重跨度1/4的剪應力和主拉應力檢算，適當增加箍筋配置，對連續結構的豎向預應力筋的永存預應力的核算，應充分考慮施工控制精度和工藝水平以及各項預應力損失，做到客觀合理。

　　5、梁全截面的破壞性崩裂如前所述，梁全截面的破壞性崩裂是一種災難性事故，在造成工程結構和設備損失的同時，有時還會造成人員的傷亡，應全力避免。除在設計時詳細核算截面的整體受力外，還應對錨下局部應力的檢算予以重視，此外，施工中要從機具的校驗和操作工藝上嚴格把關，保證不超張拉。

　　三、結語

　　1、按照以往橋梁規范規定，預應力梁體混凝土的縱向裂縫寬度不應超過0.2mm，在梁體的豎向裂縫則不允許出現。新修訂的公路橋梁設計規范則對于一般環境下的預應力梁體，規定其裂縫限值為0.1mm。而實際梁體一旦開裂，多數情況下裂縫寬度往往就已超過這些限值。所以，即使目前的裂縫對結果受力不會造成影響，單從保證結構耐久性來講，也必須對其進行處理。特別是對處于潮濕多雨和空氣中有害氣體含量較高地區的橋梁，以及冬季必須在橋上撤除冰鹽消冰的地區的橋梁，更是如此。

　　對于因橋上超載引起的裂縫，一般應詳細分析超載的情況，并根據未來荷載的發展可能，綜合考慮經濟、社會影響等因素，決定是加固或對裂縫進行一般的處理，或者廢棄重修新結構。

　　2、如上所述，預應力橋梁的開裂是一個復雜的問題，牽涉設計、施工、氣候、運營期的荷載及其運營養護等方面，所以，要從根本上減少以至基本消除梁體開裂現象，需要各個方面的共同努力和配合，缺一不可。

　　3、近年來，有些設計和咨詢部門在對結構設計進行優化時，往往僅從理論出發，對一些結構截面尺寸和布筋進行了不適當的消減，而沒有綜合考慮施工誤差和工藝水平以及運營和養護的實際情況，導致結構的實際安全度和耐久性降低，在一些其他因素的綜合影響下，極有可能導致混凝土開裂甚或造成事故，結果有的橋梁出事后的處理費用非常之大，而且耽誤了工期，有的則對結構的耐久性造成了隱患，這種情況應該引起重視。由于和國外發達國家相比，我國的工程結構安全度相對較低，所以，一般不應過分強調優化設計節省工程量，而應從結構的安全及耐久性方面多予以考慮。

　　4、凝土結構質量同所用骨料、砂的質量及水泥品種有直接關系。因此，嚴把原材料關，是保證混凝土質量的關鍵環節。此外，近年來在一些地區發生了較為嚴重的堿骨料反應現象，其中有的是運營10多年或更長時段的梁，只是梁的承載力大幅度下降，從而不得不換梁，這種現象必須引起重視，其對策是檢驗骨料，并剔除容易發生化學反映的部分；限制水泥中的堿分；添加火山灰類物質的活性堿（如粉煤灰或硅灰）；細骨料的級配應盡量偏于粒徑粗大方面。