混凝土桥梁施工裂缝产生原因及其防治

　　摘要：结合本人工程现场实践经验，对混凝土桥梁施工裂缝中常见的种类及产生的原因进行了分析，就裂缝的防治提出了相应的措施，为混凝土桥梁施工裂缝的预防提供里一定的参考价值。
　　关键字：混凝土桥梁，施工裂缝，防治
　　前言
　　近年来，随着我国在基础建设中巨大投入，桥梁建设事业得到了飞速的发展。混凝土因其价格低廉，抗压性能良好而在桥梁工程中得到了广泛的应用。但是，由于混凝土的抗拉性能较差，容易开裂的原因，桥梁在建设及使用过程中，出现裂缝是最常见的一种病害，对桥梁的质量会有很大的影响，甚至影响其使用性能。在施工过程中，采取稳定的设计措施及有效的施工工艺，很多施工裂缝是可以得到有效控制，甚至是可以克服的。加强对混凝土桥梁结构的认识，尽量减少施工裂缝所产生的危害。本文对混凝土桥梁施工裂缝的种类进行了分析，对其产生的原因进行了总结，并提出了有效的防治措施，保证桥梁结构的施工质量及使用性能。
　　1、混凝土桥梁裂缝种类及产生原因分析
　　混凝土桥梁受施工工艺、气候条件、材料性能、施工环境等多种因素影响，因此，产生施工裂缝的原因比较复杂，通过对混凝土桥梁施工裂缝的种类进行分析，产生的原因主要可以分为以下几种：
　　(1)荷载引起的裂缝[1]
　　荷载裂缝主要是指混凝土桥梁受静荷载、动荷载及次应力作用而产生的裂缝。荷载裂缝可分为直接应力裂缝及次应力裂缝，由外界荷载作用而产生的直接应力引起的裂缝为直接应力裂缝；由次生应力产生的裂缝为次应力裂缝。荷载裂缝主要由次应力裂缝产生。
　　(2)温度变化引起的裂缝
　　温度裂缝是指桥梁的外部环境或内外温度发生较大变化，将产生较大的内应力及约束应力，当产生的应力大于混凝土的抗拉强度时所引起的裂缝。温度裂缝是结构产生粗裂缝的主要原因。导致桥梁产生温度裂缝主要因素有：日照、年温差、日照温差、温度急变、蒸汽养护、水化热等。
　　(3)收缩引起的裂缝
　　收缩裂缝是桥梁的混凝土在凝结硬化过程中体积收缩同时但又受到约束作用而产生的裂缝。导致混凝土桥梁产生收缩裂缝的影响因素有：水泥型号、水灰比、骨料、养护方法、振捣情况、外渗剂等。
　　(4)地基变形引起的裂缝
　　地基变形裂缝是指桥梁基础由于水平位移或竖向不均匀沉降，造成桥梁结构产生附加应力，当附加应力大于混凝土的抗拉强度所产生的裂缝。地基变形产生裂缝的影响因素有：结构荷载与设计荷载差别较大、地质勘察误差、地基冻涨、结构基础设计不合理等。
　　(5)钢筋锈蚀引起的裂缝
　　钢筋锈蚀引起的裂缝是由混凝土保护层厚度不足或混凝土质量较差，导致钢筋周围的的氯离子含量较高，或是混凝土保护层受二氧化碳腐蚀碳化至钢筋，造成钢筋周围的碱性下降，破坏钢筋表面的氧化膜，铁离子与氧气及水分发生氧化还原反应将钢筋锈蚀，由于氢氧化铁的体积膨胀，将对混凝土产生膨胀应力，将破坏混凝土保护层，同时钢筋的锈蚀将导致钢筋的有效受力面积减少，降低桥梁结构的承载力，在外界荷载作用下产生更大的裂缝。
　　(6)建筑材料引起的裂缝
　　混凝土主要是由水泥、骨料、水及外加剂所组成，配置混凝土的过程中，由于材料质量不合格或是渗入外加剂不符合要求所导致桥梁产生的裂缝。如水泥的强度不够或是受潮、砂石级配不良、骨料中还有太多的杂质、拌合水的质量及外加剂的量均可能导致结构出现裂缝。
　　(7)桥梁施工工艺造成的裂缝
　　混凝土桥梁从浇筑、运输、拼装、组装整个过程中，由于施工工艺不合理，施工质量较差，将导致桥梁结构出现多种裂缝[2]。由于施工工艺所产生的裂缝主要由以下几种：①施工过程中模板刚度不足变形所引起；②混凝土运输过程中引起的混凝土塌落度下降；③混凝土振捣不密实引起的蜂窝、空洞、麻面等；④混凝土拆模过早造成其强度不足；⑤分段或分层建筑混凝土时，在接头位置没有处理好等。
　　2、施工的防治措施
　　(1)温度的控制
　　混凝土在施工过程中，温度监控是是防止产生温度裂缝的一个有效环节。浇筑混凝土时应合理安排施工工序，改善混凝土的性能，尽量采用干硬性混凝土，水化热比较低的水泥，提高抗裂强度，减小表面干缩，热天减少混凝土的浇筑厚度，当气温骤降时注意对混凝土表明进行保温处理，冬天浇筑做好保温措施。
　　(2)混凝土的养护
　　浇筑好的混凝土终凝后，应及时对其进行覆盖、洒水、或薄膜保湿养护，避免混凝土由于天气干燥、温度变化、外界干扰等因素而产生裂缝，影响混凝土的使用性能及寿命。冬季进行混凝土浇筑时，应做好混凝土的保温、保湿处理。当浇筑的混凝土所采用的水泥为矿渣硅酸盐或是硅酸盐水泥时，其养护时间明确规定不得少于7天；当混凝土浇筑的结构具有抗渗性能要求时，养护时间不得少于14天。
　　(3)混凝土原材料的质量控制
　　混凝土中原材料的质量好坏直接影响到混凝土的性能，因此，所采用的原材料必须符合规范要求。①细骨料、粗骨料应具有良好的级配，这将减小了混凝土中水泥用量，降低了混凝土的水化热，保证混凝土的和易性；②砂石中杂质的含量必须在规定范围之内，以便防止较少集料与骨料之间的粘结力；③骨料含水量对混凝土的配合比有较大的影响，因此搅拌混凝土前应对所用骨料的含水量进行检验。在生产混凝土的过程中，必须保证混凝土的原材料符合规范要求。
　　(4)模板的安装与拆除
　　在浇筑混凝土前，应对搭设的模板及支架的刚度、承载能力、稳定性进行检验。模板应按规范进行搭设，搭接紧密，做到不渗水、不漏浆；脚手架间的连接应保证可靠性，浇筑前必须对脚手架进行预压，保证模板搭接的紧密型及承载力。模板与脚手架搭接及拆除均须按工程技术方案进行实行，混凝土未达到预期强度前不能拆除。
　　(5)混凝土施工工艺控制
　　混凝土结构从浇筑、运输、拼装整个过程中，应对其进行重点控制，浇筑前应检查模板、支架承载力、钢筋位置、预留孔洞等是否符合要求[3]；浇筑混凝土的过程中应保证其连续浇筑，同时要防止在浇筑过程中钢筋、模板及预留孔道跑位；浇筑过程中，对混凝土进行振捣密实，避免出现孔洞、蜂窝、麻面等质量问题；按照施工工序进行施工，尽量避免温度裂缝的产生；混凝土在运输过程中保证运输车不渗漏，运输过程中混凝土不能出现分层离析，并具有良好的塌落度。
　　3、施工裂缝处理
　　(1)表面处理法
　　表面处理法包括表面涂抹及表面补贴，涂抹法的主要适用于对结构的承载力没有影响、细小且不再发展的裂缝；补贴法适用对混凝土大面积裂缝的防渗堵漏。一般采用的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥浆或在混凝土表面涂刷沥青、油漆等材料，为防止裂缝的扩大，常在裂缝表面粘贴玻璃纤维布。
　　(2)结构加固法
　　当混凝土结构因超荷载作用或是产生的裂缝时间过长而对结构的性能产生了影响，这时一般采用结构加固法进行补强处理[4]。结构加固一般采用的方法主要有：预应力加固法、增加混凝土结构的截面面积、断面补强、锚固补强法等。
　　(3)灌浆法
　　灌浆法一般用于修补桥梁对结构的整体性要求较高的裂缝，采用注浆压力设备将配制好的浆液注入到混凝土桥梁裂缝中，浆液具有良好的粘结性及硬化后的高强度性能，裂缝修补后混凝土具有良好的受力性能及整体性。具有灌注密实，外型美观的特点。
　　4、结语
　　混凝土结构中出现裂缝是普遍存在的问题，由于裂缝的出现，将影响结构的美观性、使用性，甚至可能影响到结构的安全性能。因此，在进行混凝土桥梁建设过程中，应严格按照国家相关规范、标准进行设计、施工及监理工作，确保结构的安全。引起桥梁混凝土产生裂缝的原因很多，在实际工程中，进行混凝土裂缝处理时应首先了解裂缝产生的原因，再采取相应措施进行处理，进而确保混凝土桥梁结构的使用安全。
　　参考文献
　　[1]司超.混凝土桥梁常见裂缝的成因分析及主要工程措施[J].民营科技，2009
　　[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社,1998
　　[3]公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)[S].北京：人民交通出版社,2004.
　　[4]施岚青.预应力混凝土实用技术[M].北京：中国建筑工业出版社,2004．

《混凝土桥梁施工裂缝产生原因及其防治》

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