对混凝土桥梁裂缝成因及其防治措施的探讨

　　摘 要：混凝土裂缝是市政桥梁施工中常见的问题，然而，裂缝的产生对桥梁施工的质量和寿命的影响是巨大的。本文针对钢筋混凝土结构中出现的裂缝问题，从设计，荷载，原材料，施工等方面对产生裂缝的各种因素进行分析，并提出防治措施。

　　关键词：市政工程;桥梁施工;混凝土裂缝

　　Abstract: concrete cracking is municipal bridge construction common problem, however, the cracks of the quality of the construction of the bridge and the influence of the life is huge. This article in view of the reinforced concrete structure of cracks in the problem, from design, load, raw materials, construction of various factors of the cracks are analyzed, and the control measures are brought forward.

　　Keywords: municipal engineering; Bridge construction; Concrete crack

　　中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

　　一、混凝土桥梁裂缝的种类和成因

　　混凝土桥梁因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易老化、养护费用低，成为当今世界桥梁结构中使用最广泛的建筑材料。近年来，因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。为了进一步加强对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，现对混凝土桥梁裂缝的种类和产生原因作较全面的分析。

　　结构裂缝的成因复杂而繁多，比如：温湿度的变化，混凝土的不均匀性，结构不合理，原材料不符合要求，水灰比过大，基础不均匀沉降和模板变形，养护不及时等。混凝土结构裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几类：

　　1.1 荷载引起的裂缝

　　荷载裂缝是指混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

　　1.1.1 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，其产生原因：

　　1)设计方面，计算模型不合理;内力与配筋计算错误;设计断面或结构刚度不足等。

　　2)施工方面，对设计意图理解不清，改变结构受力模式;预制构件起吊、运输、安装等不规范。

　　3)使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

　　1.1.2 由外荷载引起的次生应力产生裂缝被称为次应力裂缝，其产生原因：

　　1)在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。

　　2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

　　1.2 环境因素引起的裂缝

　　主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土构件多次受冰冻———溶解循环作用，使混凝土中产生内应力，促进已有裂缝发展，结构疏松，表面龟裂，表层剥落或整体崩溃。

　　1.3 收缩引起的裂缝

　　收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化，它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始，进行养护之前。此时水泥水化反应剧烈，会出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩。收缩时，表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约，使由软变硬的塑态混凝土产生拉应力，从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后.此时混凝土表层水分散发快，内部散发慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。

　　1.4 地基础变形引起的裂缝

　　由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：1)地基地质差异太大，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。2)结构荷载差异太大。在不改变条件地质情况下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降。3)结构基础类型差别大，也可能引起地基不均匀沉降。4)地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀;一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。5)桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。6)拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移，导致结构开裂。

　　二、 混凝土桥梁裂缝的防治措施

　　2.1 施工预防措施

　　对混凝土配合比设计，应考虑高温，高蒸发引起拌和物塌落度的损失;适当调整混凝土配合比增加用水量，加大水灰比，为避免混凝土强度下降可添加适量的高效减水剂。桥梁工程所用水泥，多用普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥水化热高，混凝土蒸发收缩凝固较快，使混凝土表面产生裂缝，为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。

　　酷暑高温，混凝土拌和用水均在 30℃以上，为改善混凝土浇注后温度过高，可在水中加冰块降低混凝土拌和用水的温度，或者在夜间施工，避过高温烈日。砂、碎石等材料在混凝土中所占比例 80%左右，因此在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、料石的使用温度。

　　2.2 施工工艺措施

　　2.2.1 材料的控制。施工材料质量、收缩引起的裂缝，是可以控制其最小限度的发生，施工时严格按规范选用材料，坚决杜绝不合格的材料，优化混凝土配合比，合理选用水泥品种。对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

　　2.2.2 混凝土拌和与浇注。混凝土应严格按照配合比计量投料，拌和时间不应小于 1~2 分钟，使和易性好，不离析，不析水，运输时间短，浇注时分层浇注，分层厚度不应大于 30cm。振捣时应让振捣棒插入前层 5～10cm，振捣时间为 1 分钟左右，直至排出气泡为止。浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件、预留孔洞等进行检查，确认无误后方可进行浇筑。混凝土的拌和运输等必须满足连续浇筑要求。浇筑中要防止钢筋、模板、定位筋、垫块及预埋管道的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要满足分层浇筑、分层振捣的要求，并应采取一定的散热措施，有效降低混凝土内外的温差，从而减少温度裂缝的产生。振捣要密实，确保混凝土能填充到各个角落，同时也要避免过振引起塑性裂缝和干缩裂缝。

　　2.3 混凝土塌落度的控制

　　混凝土运输。在运输过程中，混凝土不能离析，避免日晒雨淋，运输时间不应大于 30 分钟。加强混凝土养生。混凝土养生的方法有洒水养生、薄膜养生和蒸汽养生等。养生时间不应少于 7 天。

　　2.4 其他的防治措施

　　桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响，施工中应严格按照制定的方案进行，不得随意更改施工顺序，以免引起不必要的附加应力导致结构开裂。施工技术方案中，应做好入模混凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施，施工前做好施工技术交底，落实各项施工任务，分配专人进行技术指导和质量监督。

　　三、结束语

　　综上所述，在充分了解混凝土裂缝产生的种种原因基础上，适当采取科学、合理、切实有效的防治措施，把混凝土裂缝控制在建筑规范容许的范围内。实践证明，只有从原材料、设计、施工等方面加强质量控制，才能最大限度的预防和控制混凝土裂缝的产生，才能最大限度的预防和控制混凝土裂缝的产生，才能保证建筑物混凝土结构安全、适用、可靠和耐久的要求，才能保障人们的生命和财产安全。