預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁因具有良好的抗彎剛度、抗扭剛度、抗裂強度和簡單易行的施工工藝，在高速鐵路中廣泛應(yīng)用。但高速鐵路動荷載大，沖擊頻率高，這就要求線路必須具有足夠的穩(wěn)定性、耐久性，保證動車組運營安全，因此對預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的質(zhì)量要求就格外嚴格，靜載彎曲試驗作為評價鐵路混凝土箱梁是否合格的重要依據(jù)，通過靜載試驗可以客觀評價出箱梁的技術(shù)水平和生產(chǎn)水平。

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箱梁的生產(chǎn)許可檢驗按照TB/T 2092-2018《簡支梁試驗方法預(yù)應(yīng)力混凝土梁靜載彎曲試驗》進行。標準TB/T 2092-2018中規(guī)定：“在K=1.20加載等級下持荷20min，梁體地面和底部倒角或圓弧過渡段均未發(fā)現(xiàn)受力裂縫，評定不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁抗裂合格”。所以當箱梁的設(shè)計抗裂安全系數(shù)K>1.30，箱梁施工中各個工序都嚴格控制，正常情況下在K=1.20加載等級下持荷20min是不會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的。但是，在靜載彎曲試驗檢測的過程中，高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁開裂現(xiàn)象時有發(fā)生，那么什么原因會導致箱梁出現(xiàn)開裂呢？

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箱梁開裂原因分析

1、混凝土質(zhì)量

箱梁設(shè)計K=1.20時，梁體承受的彎矩大于消壓彎矩，梁體中性軸以下混凝土處于受拉狀態(tài)。如果該區(qū)域的混凝土存在質(zhì)量上的缺陷，那么抗拉強度所能承受的拉力就會小于K=1.20時所承受的拉力，在檢驗的時候，該區(qū)域就會出現(xiàn)裂縫。

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造成混凝土質(zhì)量缺陷的原因主要有：

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（1）原材料質(zhì)量

a、粗細骨料不合格，含泥量超標，極大降低混凝土抗拉強度，影響外加劑性能；

b、外加劑不合格，使混凝土強度和彈模量都不合格，影響到混凝土的耐久性，造成混凝土泌水。混凝土泌水就會導致混凝土表面形成浮漿層，并使混凝土勻質(zhì)性變差，從而導致混凝土強度不夠。當強度不足以抵抗溫度應(yīng)力和塑性收縮應(yīng)力的時候，就會在混凝土表面形成很多裂縫。勻質(zhì)性變差就會使混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。

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當配合比設(shè)計不當，水泥、摻合料和外加劑質(zhì)量不合格或者質(zhì)量不穩(wěn)定，存儲時間過長或者儲存條件不滿足標準要求的時候，都會造成混凝土泌水，引起混凝土質(zhì)量缺陷，因此在箱梁制造前就需要從每一環(huán)節(jié)，對原材料等各個項目進行嚴格的質(zhì)量檢測，避免后續(xù)引起的一系列質(zhì)量問題。

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（2）施工質(zhì)量

箱梁在施工的時候，需要插入振搗棒對混凝土進行充分振搗，如果箱梁底板跨中部位有漏振、欠振，就會造成混凝土中氣泡不能被有效排出，從而降低混凝土的密實度，在混凝土表面形成蜂窩麻面，降低混凝土的抗拉強度。還會使箱梁梁體結(jié)構(gòu)不勻質(zhì)，在后期收縮徐變的過程中會出現(xiàn)裂紋。

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2、預(yù)張拉和初張拉齡期

箱梁及時進行預(yù)張拉和初張拉可以有效減少混凝土的早期裂紋。當梁體混凝土強度達到設(shè)計要求后，應(yīng)及時進行預(yù)張拉和初張拉，避免裂紋，如預(yù)應(yīng)力張拉時間過早,張拉時雖然強度滿足要求,但因混凝土齡期短、彈性模量未同步增長而影響后期變形。

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3、預(yù)應(yīng)力

標準TB/T 2092-2018中規(guī)定鐵路用箱梁不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力梁。梁體的抗裂能力由預(yù)壓應(yīng)力和混凝土的抗拉強度決定，張拉工序失控包括欠張和超張。欠張時預(yù)應(yīng)力施加不足，超張時可能會導致鋼絞線失效。無論是欠張還是超張都會使梁體跨中下緣混凝土壓應(yīng)力達不到設(shè)計值。那么在試驗時，跨中下緣混凝土就會出現(xiàn)開裂。

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如果在張拉過程中，張拉力未滿足標準要求造成欠張或超張，或者鋼絞線沒有配套使用造成的錨口或者喇叭口摩阻增大，甚至是在張拉完畢后，沒有對鋼絞線出現(xiàn)的滑斷絲進行處理，這些都有可能造成張拉工序的失控，從而導致箱梁生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力失控。

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如何預(yù)防靜載彎曲試驗時箱梁開裂？

除此上述影響因素之外，在檢驗時造成箱梁開裂的因素還有很多。那么對于這些影響因素該如何預(yù)防或者避免呢？

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1、加強混凝土配合比設(shè)計和原材料質(zhì)量的檢驗檢測，確保混凝土拌合質(zhì)量滿足國家標準要求；

2、加強混凝土施工質(zhì)量管理，確保混凝土振搗到位，提高混凝土的密實度，增加強度；

3、加強張拉工序管理，在箱梁混凝土滿足設(shè)計要求后及時進行張拉；

4、加強預(yù)應(yīng)力管道控制，減少管道摩阻系數(shù)變化。在施加預(yù)應(yīng)力時，加強管理，確保預(yù)應(yīng)力施加工序符合標準規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計的要求。

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結(jié)語

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁靜載彎曲試驗是混凝土結(jié)構(gòu)性能試驗的主要內(nèi)容，是檢驗梁體性能的關(guān)鍵點和綜合指標的重要技術(shù)手段。但如果在生產(chǎn)前期，原材料不合格或者工序不嚴格等都可能影響到靜載彎曲試驗的檢測結(jié)果。

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因此，應(yīng)嚴格按照標準要求規(guī)范施工生產(chǎn)，重視原材料質(zhì)量，注重每一道工序、把控出場檢驗，使箱梁靜載彎曲試驗?zāi)軌驕蚀_的檢驗梁體豎向剛度和抗裂性指標。