桥梁工程施工裂缝的成因及防治对策分析

马春江

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司)

桥梁工程施工裂缝的成因及防治对策分析

马春江

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司)

将对桥梁施工过程中混凝土裂缝形成的原因加以分析与研究，并且提出有效的施工裂缝防治对策，以便加强混凝土桥梁施工的技术水平与施工质量，在一定程度上减少由于桥梁裂缝所引发的安全事故。

桥梁工程;施工裂缝;对策

1 桥梁工程施工裂缝出现的成因分析

1.1 结构性裂缝的形成原因

(1)在混凝土骨料当中的活性硅，和地下水、水泥以及外加剂等中的碱结合，发生膨化作用，水泥和硫酸水化的过程中所出现的铝酸钙反应，会由于体积膨胀而形成极强的局部拉力，同时由于混凝土内的钢筋生锈，有害化学反应的作用，模板渗透性差，以及水泥的使用量过多等因素的影响，造成大量具有侵害性的效应集聚，致使混凝土出现器质性的改变，进而使得混凝土发生了裂缝。(2)在桥梁施工建设过程中，因为锚垫板的位置没有严格依据设计要求去布置、锚垫板后螺旋筋并未与锚垫板相互顶牢、锚垫板处的混凝土强度没有达到相关规定中的要求等，进而导致预应力结构发生张拉裂缝现象。普通钢筋混凝土连续箱梁在拆架时出现的裂缝，主要是因为落架的时间比较长、落架的次序不合理所造成。由于联箱梁落架是无法在短时间内完成的，必须经历一个由简支梁至连续梁的受力体系转换，以便和设计的受力体系相接近，进而进行转变的发展过程。因此，连续梁的负弯矩区在将跨中支架拆除时，可能会在梁顶出现横向的裂缝。(3)针对非预应力现浇连续箱梁与预制梁板，在施工的过程中设定了预拱，然而由于荷载作用的影响，必定会导致结构出现开裂，非预应力现浇连续箱处于梁顶负弯矩区时，就将形成裂缝现象;假使该裂缝的大小在有关设计规定范畴以内或者是低于0.2 mm，那么其结构就是安全可靠的，反之，就必须采取有效措施进行加固处理。

1.2 非结构性裂缝形成的原因

(1)塑性裂缝和收缩裂缝。

所谓的塑性裂缝，指的就是在可塑状况下，混凝土所发生的裂缝，该裂缝又被分为两种情况，即收缩裂缝与沉降裂缝。其中，收缩裂缝形成的原因主要是因为混凝土干燥速度较快，混凝土中水分蒸发的速率明显比其泌水的速率要大，在固体颗粒的表面上构成毛细管张力、弯月形以及混凝土收缩等现象，进而形成拉应力，并且该拉力比混凝土自身的抗拉强度要强，因此造成混凝土发生裂缝。而沉降裂缝出现的主要原因是因为在塑性状况下，混凝土的基础和支架等各个方面，存在不均匀沉降的情况，致使局部的混凝土出现变形，最终造成裂缝的产生。这是其中的一个原因，还有另外一个原因为:因为受到重力因素的影响，致使混凝土内比较重的颗粒逐渐下沉，使得水泥浆向上浮，而模板与钢筋的拉杆对该下沉施加了一定的约束力，最终导致了裂缝的形成。

(2)长期干缩裂缝。

所谓的长期干缩裂缝，指的就是混凝土长时间的暴露在空气(未饱和)当中，因为化学和物理的失水作用，导致混凝土的体积逐渐变小，一旦混凝土缩小受到一定的制约时，那么将随之产生裂缝。一般情况下，由于干缩形成的混凝土应变速率极为的缓慢，并且混凝土由于徐变而出现的松弛将与一部分的干缩应变相互抵消。但是，混凝土的其他情况同样将引发干缩裂缝现象，例如混凝土所在环境的湿度、温度、混凝土的配合比、混凝土设计的表面积和体积比值以及钢筋的布置等等。

(3)温差裂缝。

温差裂缝主要是因为混凝土自身内部与外部温度的改变，以及其所处环境温度和表面温度之间的差别，导致混凝土本身收缩不均衡，最终使其发生裂缝。因为利用各种材料(如模板)将早期的混凝土构件予以隔绝，使得水泥在水化之后所形成的热量难以及时有效的散发到空气当中，因此混凝土在浇筑后的24 h内温度将迅速上升，在之后的几天内，伴随着热量的消散混凝土也会逐渐冷却，在这个时候混凝土将出现收缩。而因为受到外部模板与结构内部钢筋所带来的影响，使得该收缩受到了一定的约束，最终引发了混凝土裂缝现象。在冬季进行混凝土施工的过程中，因为混凝土本身的散热速度快，混凝土自身内部的温度相对而言比较高，但是外部表面温度由于受环境温度的影响变得比较低，进而使得混凝土内部的收缩率明显低于外部表面的收缩率，最终导致混凝土表面形成了开裂。

2 防治桥梁工程出现施工裂缝的有效对策

2.1 原材料和配合比的控制

水泥:在选取水泥时，应当与国家标准相符，同时必须坚持以和易性好、收缩性较小以及混凝土强度符合相关标准为原则。另外，还应该关注其是否会影响到混凝土的耐久性、结构强度以及使用环境等。

粗骨料:应当选择较为坚硬的碎石，因为桥梁工程不同部位的钢筋是不一样的，所以必须对骨料的粒径进行控制，尽量采取连续级配。在施工之前，对将要使用的碎石实行碱活性检测。

细骨料:应当选取粒径在5 mm以内、级配好、颗料干净以及较为坚硬的骨料，且尽可能采用河砂。另外，应当对砂中的杂质含量进行检验，使其最大含量控制在一定的范围内。

拌和水与外加剂:在拌和水中，不能包含游离酸类、糖类以及有害物质等等，以免对水泥的硬化带来负面影响。若需要使用外加剂，那么必须依据外加剂的特点和混凝土浇筑的目的，来选择最适合的外加剂种类。

在对混凝土配合比进行配制的过程中，必须对各种因素进行充分的考虑，以避免影响到桥梁的抗裂性，例如模板的形式、施工的季节以及混凝土的强度等等。在施工过程中，施工单位常常会忽略混凝土的变形特性，仅仅关注其强度，但是变形特性刚好是混凝土发生裂缝的关键因素之一。

2.2 强化温度的控制

温度裂缝的特征主要表现为:随着温度的改变而合拢(扩张)，而致使温度发生改变的原因为水热火、年温差以及降温等等。那么，要想对温差裂缝进行有效的预防与控制，就应当做好以下工作:第一，选取具备较高性能的混凝土，加强抗裂性能，避免在桥梁施工中使用表面干缩程度比较大的混凝土材料。第二，在混凝土内增加一定量的减水剂，这可以防止泌水现象，进而加强混凝土保护层的厚度。第三，在桥梁工程施工过程中，在选择水泥时应当选取水化热比较低的种类，对水泥的单位用量进行限制，降低骨料入模的温度，缩小混凝土内外的温差，且逐渐降低温度，并且采取相应的对策予以散热，例如薄层连续浇筑技术。第四，冬季施工时，应当对混凝土的表面予以保温处理，在夏季施工时，应当对混凝土骨料予以洒水处理，以便对混凝土温度进行有效的控制。

2.3 加强混凝土结构的加固

针对弯起筋明显不足、补强梁内特长箍筋不够等情况，应当选取钢筋加固法予以加固处理。具体操作方法为:把扁钢或者是圆钢打造成垂直(斜形)的钢箍，在钢箍的两头开有螺纹纹路，之后利用螺母把其套入，且用钢板固定，亦或者是利用焊接的方式把两个U型钢箍固定一起，之后打入金属楔固定。施工人员在应用钢箍的过程中，为了防止出现滑开的现象，应该在梁上刻上槽。

2.4 加强混凝土的养护工作

桥梁在运转的过程中，可能由于种种因素的影响，导致桥梁局部出现破坏或者是损伤，例如自然界及其自然灾害的侵害、超载以及承载过于频繁等等。伴随着桥梁使用时间的变长，其损伤的部位和损伤的类型也将随之增多，损伤程度也将不断加剧，所以，加强养护工作对桥梁而言是极为重要的。通过大量实践表明，在混凝土桥梁施工工程中，混凝土养护是其中极为关键的内容与环节，没有对混凝土养护工作予以充分的重视，不但将使得混凝土的强度有所下降，同时极易在混凝土硬化时由于水分消失且未得到及时的补充，而形成裂缝。只有对混凝土桥梁进行不间断的保养与维护，方能有效的预防和控制裂缝的产生。

2.5 预应力的合理运用

在混凝土桥梁施工中合理运用预应力，对预防桥梁结构、构件开裂具有极为重要的作用与价值。在桥梁钢筋混凝土的结构加载或者是使用以前，在受拉区的混凝土中预先施加一定的压力，换而言之，就是在受拉区域内的混凝土中实行张拉钢筋，且利用钢筋自身所具备的回缩力使该受拉区提前接受钢筋带来的压力。如果外部施加给混凝土构件压力时，必将抵消掉受拉区域中混凝土内的预压力，之后混凝土方会受到拉力的影响，进而有效的制约混凝土的拉长，从而防止混凝土结构裂缝的产生。因此，在混凝土桥梁施工过程中，应当合理运用预应力。

3 结束语

综上，为了能够强化对混凝土裂缝的了解，尽可能防止裂缝的产生，相关施工人员应当对混凝土桥梁施工裂缝产生的原因加以分析，并且采取有效的防治对策，以避免或控制混凝土裂缝的产生，保证桥梁建设工程的质量。

［1］郑文俊.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析［J］.城市建设理论研究(电子版)，2013，(17).

［2］阮磊.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策［J］.城市建设理论研究(电子版)，2012，(11).

［3］王海春，汪洋.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析［J］.城市建设理论研究(电子版)，2013，(23).

U445.7

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1008－3383(2014)04－0125－01

2013－12－11