公路桥梁施工过程中裂缝产生原因及策略探讨

所属栏目：公路工程类论文
发布时间：2013-01-12 10:44:08  更新时间：2013-01-12 10:10:04

摘要：公路桥梁在国家经济发展中发挥着巨大作用，然而公路桥梁施工过程中很容易出现裂缝。本文从多方面分析公路桥梁施工过程裂缝产生的原因，并提出了能够降低裂缝危害的可行办法。

关键词：公路桥梁施工;裂缝

随着交通运输业的迅速发展，公路桥梁的建设如火如荼，建设质量问题一直是关注的重点。公路桥梁施工过程中很容易出现裂缝，裂缝是施工常见病和多发病，一直是很难解决的问题。要想控制桥梁公路施工裂缝的产生，就必须对裂缝种类、形成原因进行分类分析总结，从中寻找可行的控制办法，从根本上保证施工质量。

一、裂缝的种类和形成原因

(一)收缩形成裂缝

混凝土收缩造成的裂缝是最常见的。塑性收缩、缩水收缩、炭化收缩、自生收缩等造成混凝土的体积变化，产生收缩裂缝。

塑性收缩。混凝土浇筑4H~5H，此时水泥水化反映最激烈，水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料下沉，混凝土尚未硬化，产生塑性收缩。塑性收缩能产生1%的量级。

缩水收缩。缩水收缩发生在混凝土结硬之后，表层水分蒸发，混凝土体积下降，内部水分蒸发较慢，产生内外不均匀收缩，表面收缩受到内部收缩的约束，造成表面混凝土承受拉力，当拉力超过承受程度时，产生裂缝。

引起混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥的标号、品种和用量，标号越低，用量越大，磨细程度越大，收缩就越厉害，收缩时间也越长。骨料品种，骨料颗粒越大收缩越小，含水量越大，收缩越大，石英、长石的吸水性较小，板岩、砂岩的吸水性较大。振捣时间和方式，机械振捣收缩性较小，振捣时间越长越容易发生收缩。外掺剂，保水性越好收缩越小。

(二)荷载形成裂缝

公路桥梁在动荷载、静荷载以及次应力的影响下形成荷载裂缝。荷载裂缝主要由以下几种：弯曲裂缝，主要出现在弯矩最大截面的受拉区域，对于受弯构建来说，负弯矩裂主要出现在悬臂梁板或者连续梁板的支座附近，扭曲裂缝，产生扭曲裂缝后，扭矩由钢筋承担，混凝土层剥落。局部应力裂缝，主要在构件角隅处和墩台支柱处等容易受到较大局部压力的部位。

荷载裂缝的产生原因主要是设计阶段和施工阶段对结构计算不正确。设计阶段对实际工作状态的次应力考虑不足，受力假设和实际受力不符合，很难通过模拟计算准确计算出转角处的受力情况。施工过程中不按照设计图纸进行施工，擅自更改施工顺序，随意堆砌施工工具等。

(三)温度变化形成裂缝

混凝土本身热胀冷缩，当内外环境温度发生变化时，混凝土会发生变形，但是如果混凝土变形遭到约束，则就会在结构内部产生应力，应力超过抗拉程度时，就会产生裂缝，也就是温度裂缝。温度裂缝区别于其他裂缝的特征是裂缝会随着温度变化而变化。温度裂缝的形成主要是水化热和养护措施。厚度超过2米的混凝土浇水之后，水泥水化放热，造成内部高温，内外温差太大，表面出现温度裂缝。蒸汽养护过程中混凝土忽冷忽热也容易出现裂缝。另外年温差、日照、突然降温等也会造成温度裂缝。

(四)施工材料和施工工艺的质量形成裂缝

混凝土主要由水泥、骨料、外掺剂、砂、水以及拌组成。配置混凝土采取的材料质量不合格，极容易发生结构裂缝。砂石的颗粒太小，空隙率大，水泥和水的用量就会加大，影响混凝土的强度，如果砂石是特细砂，后果更严重。拌、水、外掺剂中杂质(氯化物)含量较高时，对钢筋的腐蚀性较大，水中的碱也可能对碱骨料有影响。

施工工艺中混凝土的结构浇筑、构件的起模、堆放、拼装等，如果施工工艺不合理，就会造成横向的、纵向的、水平的、斜向的、竖向的各种裂缝，尤其是细长薄壁结构的构件更容易出现裂缝。比较常见的由于施工工艺造成的裂缝有：混凝土保护层过厚造成与受力钢筋方向垂直的裂缝;振捣不均匀出现钢筋锈蚀裂缝;水灰比过大造成混凝土体积上出现不规则裂缝;混凝土浇筑过快造成塑性收缩裂缝等。

(五)冻胀形成裂缝

气温低于零度，饱和的混凝土出现冰冻，混凝土中的水分变成冰，体积胀大9%，产生膨胀应力，混凝土强度降低出现裂缝。某些情况下混凝土的长度能损失30%~50%。

需要注意的是，公路桥梁施工过程中出现的裂缝，往往不是由一种因素引起的，有几种主要因素共同作用形成。在实际裂缝分析中，要注意综合分析。

二、公路桥梁减少施工裂缝的措施

重视混凝土在高蒸发条件下的质量变化，预防为主。施工过程严格按照施工规范进行，根据现场温度情况，结合混凝土搅拌物的物理特征，适当调整混凝土比例，加大水灰比，添加高效减水剂。桥梁工程中多用的水泥是硅酸盐水泥，混凝土蒸发收缩较快，容易产生裂缝，可以掺入适当的缓凝剂。如果水的温度在30度以上，可以加入适量冰块降低水温。

注意表面养护。浇筑混凝土之前，要注意对钢模板外侧进行洒水降温，确保表面光滑，不易粘膜。浇筑完成后，由于混凝土水化热，钢板温度较高，可以在钢板外壁用草袋覆盖，然后进行洒水降温。拆模后立刻用草袋进行洒水养护，确保混凝土表面湿润，不因失水速度过快造成裂缝。

进行施工工艺控制。首先是施工材料的控制，要对钢筋、水泥、碎石等原材料进行严格的抽样检查，确保原材料符合施工要求。对混凝土的混合比例，可以采用对比试验，在不同的条件下进行含水量检验，及时调整混合比例。然后是混凝土的搅拌和浇筑。搅拌时间不少于一两分钟，运输时间较短， 及时修补裂缝。公路桥梁施工规范规定，表面裂缝小于0.15mm深度小于10mm的裂缝可以不用处理，这种规格的缝隙主要是由于混凝土表面干缩引起的无害缝隙，不对混凝土整体产生破坏性影响。但是当缝隙超过以上要求，就必须及时进行缝隙修补。缝隙修补多采用1:2的水泥砂浆，先凿出裂缝未到发展位置，用砂浆磨平，这种方法比较简单，但是外观不美，能看出明显的修补痕迹。另一种方法是灌浆法，填充裂缝和承受压力，将裂缝两边的混凝土粘在一起，有一定的抗形变能力。目前灌浆法主要采用环氧树脂进行修补。

三、结语：

裂缝是不可避免的，如何采取施工方法来控制大的裂缝的产生，是工程技术人员需要深入考虑的问题。

参考文献：

[1]郑春海.浅析公路桥梁施工中混凝土裂缝的成因及防治措施[J].现代企业文化，2010,12.

[2]王阳.公路桥梁施工中混凝土裂缝修补[J].辽宁建材，2005，04.

[3]董伟江.高速公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及防治措施[J].交通世界，2011，09.