试析桥梁施工中混凝土裂缝的问题

Abstract: In the construction of bridge concrete crack problems appears frequently, seriously affecting the service life of the bridge. In order to ensure the quality of the bridge, under construction according to construction requirements, good control of temperature, cracks should be integrated in the analysis of the causes of cracks, and promptly take effective measures.

Key words: bridge construction; concrete crack; prevention measures

中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)06-0020-02

一、前言

混凝土是桥梁建筑结构的重要组成部分，其质量好坏直接关系到桥梁的安全和使用寿命。目前填充桥梁存在多种桥梁开裂现象，为了杜绝和防止这种现象的发生，除了要对施工进行有效管理外，还要在设计和施工等阶段采取有效措施来进行有效预防和解决。本文通过对填充墙桥梁开裂的原因进行分析，探讨了各种桥梁开裂现象，并提出相应解决策略。在施工中，由于受外界因素及施工质量影响，混凝土的强度和耐久性会大大削弱，导致裂缝出现。如果不采取有效的修补措施，定会对桥梁使用造成负面影响，关键部位出现裂缝甚至会危及桥梁结构，导致混凝土碳化严重，钢筋保护层脱落，腐蚀，从而引发桥梁垮塌等恶性事故。为了避免这一局面的发生，施工人员必须严格按设计规范，采取有效的控制手段，确保混凝土结构的正常使用。

二、引起裂缝的成因及类型

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。由外荷载引起的直接应力产生的裂缝被称为直接应力裂缝;由外荷载引起的次生应力产生裂缝被称为次应力裂缝。

荷载裂缝产生的原因在于施工过程中，不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

2.温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

第一，水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。第二，蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。第三，预制梁时横隔板安装，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至很高，混凝土构件也容易开裂。

3.收缩引起的裂缝。在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。

自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。

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。结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，可能引起地基不均匀沉降。转

5.施工材料质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还会降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

6.施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。

三、混凝土裂缝的防治措施

1)建立健全桥梁混凝土施工操作管理流程。要想有效的防治混凝土裂缝产生，首先要建立健全桥梁混凝土施工操作管理流程，在工人中加强施工操作管理流程教育，树立严格按桥梁混凝土施工操作管理流程的施工思想意识，坚决抵制形式主义，要进度不要质量的错误思想。从主观上重视并做到认真执行管理流程，将大大降低裂缝产生的机率。

2)严把材料关。有效消除桥梁施工中混凝土裂缝产生，应选择合适的材料并把好质量。采购时要根据桥梁建筑的地质条件和环境特点，选择适合桥梁浇筑的材料，并严格按照材料质量检验程序，确保材料质量合格。举例说明：在施工中可采取选择低热矿渣水泥和硅酸盐水泥、减小水泥细度、掺加粉煤灰等方法来降低水化热。在施工选料时，细骨料要采用级配良好的中粗砂和中砂，洁净的中粗砂最好，粗骨料选择时要以粒径大为好。也可以通过在水泥中适当添加添加剂，改善混凝土的特性。如添加减水剂可提高混凝土强度，改善其和易性;添加引气剂可以提高混凝土持久性，改善其可泵性;添加缓凝剂延缓凝土放热峰值出现时间等，通过以上严把材料关及采用材料合理配比，可有效消除混凝土桥梁的裂缝产生。

3)采用科学的施工方法。有效消除桥梁施工中混凝土裂缝产生要采用科学的施工方法。第一，拌制时，要科学计算用料，准确下料，控制初级口温度。第二，浇筑及拆除模板时，要严格控制时间，确保浇筑质量。第三，采取合理措施，做好表层隔热保护工作。第四，通水、冷却要科学、合理。第五，合理安排养护时间、做好施工保养工作。

四、结束语

对于目前来说，混凝土裂缝是桥梁施工中最常见的问题。然而，裂缝的产生对桥梁寿命的影响也是巨大的。在施工中，必须全面分析裂缝产生机理，控制施工温度，对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施，这样才能确保桥梁质量。