混凝土桥梁施工裂缝成因及防治技术

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经济的飞速发展、沟通的日益密切，需要便捷的交通条件来维系，近些年我国的公路桥梁工程建设呈现欣欣向荣的发展状态，与其它建筑一起构成了和谐现代化的城市景观。混凝土是应用于桥梁工程的基础材料之一，取材广泛、耐火性好、性价比高，但其韧性较差，在施工过程中易出现裂缝，是桥梁工程后期的重要病害来源，会影响构件防渗、钢筋防锈，甚至缩短公路桥梁的使用寿命，是关乎人民生命财产安全的重要问题，对其成因进行分析并探讨裂缝防治技术具有重要实践意义。

1 混凝土桥梁施工裂缝形成原因

1.1 混凝土桥梁裂缝种类

混凝土桥梁裂缝按不同标准可以有许多划分形式，依据性质划分是比较通用的一种，即结构性与非结构性两类。前者又分为设计结构性裂缝与施工结构性裂缝两种;后者则包括塑性裂缝、龟裂缝、长期干裂缝、温差裂缝等侵害性裂缝。此外，可依据裂缝形状进行分类，包括表面裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、贯穿裂缝等。

1.2 混凝土桥梁施工裂缝形成原因

(1)混凝土自身材料问题

石砂、水泥、骨料及拌合水是构成混凝土的主要原材料，若选用的这些材料不合乎工程标准，在配置过程中又未能及时发现，则会导致施工混凝土裂缝的形成。其中，若选择的砂石孔隙率较大，则必须增加水泥与拌合水的量来维持混凝土的和易性，而拌合水增加过多，会导致混凝土硬度减小、收缩力增加，进而容易产生裂缝;而砂石原料中若云母成分较多，则会降低水泥的粘合力，使得混凝土强度变低;若砂石中含泥量较多，一方面会增加拌合水与水泥的用量，另一方面也会降低其抗冻性能与防渗性能。此外，为了提高混凝土质量，通常会添入适量外加剂，若这些外加剂中氯化物含量较高，则很容易造成钢筋材料锈蚀，进而导致公路桥梁出现病害现象。

(2)荷载作用

荷载裂缝通常是桥梁在静荷载、动荷载和次应力作用下产生的裂缝现象，具有多种表现形式。其中，当垂直荷载过大时，混凝土结构上方受到拉应力、下方受到压应力，在此弯曲应力作用下，易产生较大裂缝;对于公路桥梁而言，动荷载作用更为明显，在长期过往车辆超载或行车频率过高的情况下，混凝土桥梁会逐步发生损伤直至出现无法修复的现象。这种情况早期不易发现问题，但经过一段时间的病害演变，车辆通过时可观察到裂缝，车辆通过后裂缝消失，随着病害的扩大化，在车辆通行后裂缝依然可观察到，此时，混凝土结构已经发生严重的开裂现象，给修补工作带来极大困难。

(3)混凝土收缩

这是最为普遍的一种混凝土裂缝产生原因，包括塑性收缩、缩水收缩、碳化收缩、自生收缩等形式，其中，塑性收缩与缩水收缩是最为主要的影响因素。混凝土水化过程一般在浇筑4～5 小时后趋于明显，水分开始急剧蒸发、骨料迅速下沉，而硬化过程尚未结束，这时发生的收缩现象称之为塑性收缩;而混凝土初步硬化结束后，表面的水分也会逐渐流失，温度降低的同时体积随之缩小，称之为缩水收缩。在这一系列过程中，混凝土结构内外收缩比率不同，表面收缩大于内部收缩，故表面会承受一定的拉应力，若混凝土配置比未控制好，此拉力强度可能超过表面抗拉伸强度，从而产生收缩裂缝。

(4)温度变化与冻胀因素

混凝土桥梁所处的外部环境是在不断变化之中的，而其内部结构的温度也并非一成不变，在温度发生变化的情况下，混凝土结构会出现热胀冷缩现象，从而导致形变，由此引发内部结构的拉应力，当这种应力强度超过混凝土自身所能承受的限度时，就会产生温变裂缝。而与其它因素形成的裂缝具有明显区别的是，这种裂缝会随着温度变化而变化，合拢或者是扩张。为此，结合前文所述的混凝土收缩现象，应选择水化后放热较低的水泥种类，降低混凝土内外温差。此外，当公路桥梁所处环境温度降至零点以下时，混凝土吸水饱和，游离在其中的水分会冻结成冰，体积膨胀，混凝土受到来自内部的膨胀应力，加之过冷水导致的内部结构迁移现象，渗透压增大，进一步增加膨胀力，进而导致混凝土混凝土强度大幅下降，造成严重后果。

(5)施工工艺质量

施工工艺质量引起的裂缝来自多方面:①在地基未压实的情况下，桥梁基础承载力未达标，浇筑混凝土后支架会产生不均匀沉降现象，给混凝土结构带来外加应力;②支架强度及稳定性不足的情况下，浇筑混凝土会导致模板变形，进而产生混凝土裂缝;③混凝土配置比未合实际需求、搅拌时间过长，混凝土和易性降低，埋下隐患。

2 混凝土桥梁施工裂缝防治技术

2.1 优化设计过程

优化设计过程主要面向荷载裂缝的预防，避免结构突变、断面突变现象的出现，若必须使用，应计划好细部处理的方式，例如将直角连接变为圆角、增加斜向钢筋等，力求将突变转化为渐变过渡的形式。而为了预防温度变化引起的裂缝现象，也可采取增加构造钢筋的方式，特别对于厚度在60 厘米以下的薄壁结构来说，提高其抗裂性是十分重要的。

2.2 合理选择施工材料

施工材料的选择是影响混凝土质量及使用寿命的关键性因素之一，同时又是一个相对可控的因素，要求施工方依据设计指标与实际情况合理选择水泥品种，严格控制骨料用量，尽量减小水灰比，选用性能好的外加剂。

2.3 科学把握施工环节

科学的施工环节是预防混凝土裂缝的有力措施，在施工前，方案设计中应对混凝土运输、浇筑量、浇筑时间，施工缝间距、位置等进行设定。在变截面处或其它应力较小处设置垂直分割线，作为一次浇筑的范围，保证过程中浇筑连续。而浇筑时间则应回避高温气候与昼夜温差大的情况，避免混凝土成型过程中出现收缩裂缝。此外，钢筋与模板的安装位置也应精确设定，保证其安装牢固度，避免混凝土浇筑引发其变形现象，对于钢筋、模板表面的污物也应及时处理，保证其粘结力。浇筑过程中振捣棒应快插慢拔，准确把握振捣时间，尽量避免过振与漏振现象的发生。

2.4 裂缝处理技术

(1)表面修补法，这是一种针对于比较稳定的、对整体承载力没有显著影响的表面裂缝病害处理形式，具有简单易行的特点，一般采用在裂缝表面涂抹泥浆或涂刷油漆、沥青等措施进行处理;(2)灌浆封堵法，利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中使其形成一个整体，进而起到加固混凝土结构的作用，主要针对于防渗需求的裂缝或对整体结构有影响的裂缝处理过程;(3)结构加固法，也是针对影响整体结构性能裂缝的一种有效处理方法，具体包括构件外包型钢、预应力法加固、粘贴钢板加固等形式;(4)电化学防护法，主要包括阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法等形式，通过外加电场引起的介质电化学作用，改变桥梁工程混凝土结构的外部环境状态，进而达到防腐目的，保护整体结构，延长公路桥梁使用寿命。

［1］赵忠英.浅谈桥梁施工裂缝成因及防治措施［J］.黑龙江科技信息，2013(25);

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［3］张镇.桥梁施工混凝土裂缝成因及防治［J］.江苏科技信息，2015(09).