混凝土桥梁施工裂缝产生原因及防治措施

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　　摘要：混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状．并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界桥梁建设中最广泛的建筑材料。本文从基础变形、温度变化、施工工艺等方面对各种混凝土桥梁裂缝产生原因进行分析，提出了克服和控制裂缝的措施，以便设计和施工过程中参考，达到防患于未然。
　　关键词：混凝土桥梁 裂缝 成因 处理办法
　　
　　近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂，混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”。在桥梁建造和使用过程中，有关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，尽量避免施工中出现危害较大的裂缝。本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较伞面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防患于未然的作用。
　　1、 荷载引起的裂缝
　　1．1 直接应力裂缝
　　裂缝产生的原因有：1)设计计算阶段，结构计算时漏项；计算模型建立的不合理；荷载计算不合理；结构尺寸选择不当；内力与配筋计算错误；结构的安全度不够；结构设计时对施工的影响考虑不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。2)施工阶段，没有按设计文件要求施工，影响结构受力；没有按施工规范要求施工，影响构件的施工质量。3)使用阶段，超载车辆通过；车辆、船舶等的撞击；不可预见的影响因素。
　　控制直接应力裂缝的方法：1)多角度、全面、系统地分析结构的受力状态，建立符合结构受力状态的计算模型，采用多种方法进行结构计算并相互校核，做到计算准确、构造合理、说明全面。2)施工单位在施工前应对设计文件进行复核，弄清设计意图，严格按照设计文件和施工规范要求施工。3)做好桥梁使用阶段的养护、管理与维修，限制超载车辆通过。
　　1．2 次应力裂缝
　　产生次应力裂缝的原因主要有以下几方面：1)结构尺寸选择不合理；2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞等，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。
　　控制次应力裂缝的方法：1)拟定结构尺寸时，尽量减少结构形状突变，必要的结构形状变化可以采用曲线变化或多次变化，以减小结构形状突变引起的次应力。2)在结构开洞、开槽或其他结构突变处设置足够数量的抗裂钢筋。3)计算预应力钢柬张拉引起的次应力，与其他荷载内力组合进行结构配筋计算。4)计算混凝土收缩引起的次应力，与其他荷载内力组合进行结构配筋计算。5)计算混凝土徐变引起次应力，与其他荷载内力组合进行结构配筋计算。
　　2、 温度裂缝
　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化。混凝土将发生变形：若变形遭到约束，则在结构内部将产生应力；当应力(在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。)超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别于其它裂缝最主要特征是：裂缝会随温度的变化而扩张或合拢。引起桥梁混凝土温度裂缝的主要因素有以下几方面。
　　2.1 年温差
　　我国的年温差一般是一月和七月的月平均温度差；年温差对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移．这通常可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时。混凝土弹性模量应考虑折减。
　　2.2 日照和骤然降温
　　桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大而出现温度裂缝。突降大雨、冷空气侵袭、冬季日落等可导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度，由此产生温度裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。另蒸汽养护或冬季施丁时若施工措施不当，也会造成混凝土骤冷骤热，内外温度不均而出现温度裂缝。
　　2.3 水化热
　　大体积混凝土(厚度超过2．0m)浇筑之后，水泥水化放热会使内部温度很高而使内外温差过大．导致其表面出现温度裂缝。大体积混凝土在选材时应根据实际情况尽量选水化热低的水泥品种，并适当限制水泥单位用量，设法降低骨料入模温度，以降低内外温差；必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑施丁法以加快散热。
　　3 、施工工艺质量引起的裂缝
　　 (1)混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋．使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
　　(2)混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或成为其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快，或混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。混凝土初期养护时急剧干燥等等，会使得在混凝土表面上出现不规则的收缩裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，浇筑后在混凝土体积上形成不规则的收缩裂缝。
　　(3)混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇?昆凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝：采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好．新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。
　　(4)用泵送混凝土施工时。为保证混凝土的流动性，水和水泥用量增加；或因其它原因加大了水灰比。均会导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。另任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足，和易性、密实度下降，导致结构开裂。
　　(5)混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹或局部剥落或脱模后出现空鼓现象：施工时模板刚度不足，在浇筑?昆凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，也会产生与模板变形一致的裂缝。此外．施工时拆模过早，混凝土强度不足．使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝：施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉．导致混凝土出现裂缝。
　　(6)对装配式混凝土结构，在构件运输、堆放和起吊过程中，若支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞，吊点位置不当，或侧向无可靠的加固措施(对T形梁等侧向刚度较小的构件)等，均可能产生裂缝。另安装顺序不正确，也会导致裂缝产生。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑。拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。
　　4、 结 语
　　在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量，施工工艺，以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效的控制裂缝的产生，确保工程质量。
　　
　　参考文献：
　　[1]刘效尧．桥梁损伤诊断[M]．北京：人民交通出版社，2002．
　　[2]项海帆．高等桥梁结构理论[M]．北京：人民交通出版社，2002．
　　[3]王玉，任锦雄．公路工程质量通病防治指南[M]．北京：人民交通出版社，2002

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