谈道路桥梁施工中桥梁裂缝的成因

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摘要：道路桥梁是我国基础设施建设工程，近些年来，道路桥梁建设需求不断增加，由于桥梁裂缝对道路桥梁的质量影响非常大，因此本文探讨分析了道路桥梁施工中桥梁裂缝产生的原因。

关键词：道路桥梁；桥梁裂缝；成因

中图分类号：U448文献标识码： A

引言

随着我国国民经济的飞速发展，道路桥梁工程取得了显著的成效。而混凝土是道路桥梁施工中重要的、必不可少的材料。它具有耐压程度高和不容易被自然环境破坏的优点，所以在道路桥梁中得到了大量使用。但是，在道路桥梁工程中仍然会出现混凝土裂缝问题，这严重的影响了道路桥梁的质量和正常的使用，同时也给人们的日常生活带来了麻烦，对人们的日常工作生活中的出行安全造成极大的威胁。因此，对桥梁施工中的裂缝产生原因的研究势在必行。道路桥梁工程施工中裂缝形成的主要原因如下。

1、混凝土原材料质量引起的裂缝

混凝土的组成主要包括：水泥、骨料以及外加剂和掺合料等组成，这些组成的材料的质量如果不符合要求，达不到标准，就会引发道路桥梁工程施工的过程中混凝土裂缝的形成。在混凝土的组成部分中如果骨料的质量不合格，那么，混凝土的强度会受到直接的影响，在搅拌的时候水量会增加或减少，最终会破坏混凝土的收缩性，导致道路桥梁工程施工的过程中混凝土出现裂缝。另外，我们还要想到，在混凝土的组成中，还有外加剂和掺合料的类别选择和质量选择，要预防它们和水或是骨料将结合后发生化学反应，进而发生混凝土裂缝现象。

2、荷载引起的裂缝

荷载引起的裂缝，这种裂缝又分为直接应力裂缝和次应力裂缝。

2.1外荷载直接应力引起

直接应力引起形成主要是因为在该工程的设计阶段有荷载漏预算或不完全预算的现象发生，所以形成了荷载预算不足，另外，在施工的时候，施工材料的堆积，形成了荷载超标从而引发混凝土裂缝的形成。

桥梁工程在施工建设过程中，时常会因为许多原因而导致桥梁裂缝的产生。裂缝的产生给桥梁的工程质量带来了严重的质量和安全隐患，不仅会影响桥梁的顺利施工，还会直接影响到桥梁的使用安全，在严重的情况下，可能导致桥梁的坍塌。而由于外荷载引起的桥梁施工裂缝，是常见的一种，也是危害极大的一种。通常对混凝土构建的桥梁由于常规的静荷载和动荷载引起的桥梁裂缝，以及外荷载次应力下产生的裂缝统称为荷载裂缝。外荷载裂缝的一种形式是直接应力裂缝，是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，对桥梁施工而言，它直接关系到桥梁的质量和安全。

直接应力裂缝产生的原因，首先，在桥梁工程的施工设计阶段，由于设计上的失误导致，同时，在内力与配筋计算上产生误差，造成两者调配不当，影响桥梁的实际质量，还有对结构安全系数把握不足，直接影响桥梁的质量，导致桥梁受外荷载力时产生裂缝。其次，在施工阶段，由于施工单位安全意识不够，对桥梁施工过程中可能造成裂缝的因素估计不足，或者是桥梁的现场施工人员素质不高，对施工过程中可能导致裂缝的各种情况没有了解，比如不加限制地在施工中的桥梁上，堆放各种重量过大的施工机械和各种施工材料。同时可能有部分现场施工人员，不按投资方与施工单位签订合同时所定下的设计图纸进行施工，为求速度或经济利益而更改结构施工顺序或者改变结构受力模式;在施工过程中没有注意物理现象，不对结构做施工机器运转而产生的振动下的疲劳强度的验算等。此外，由于施工现场人员操作不当而导致施工车辆的碰撞，以及自然因素如发生暴风雨雪及冰雹和地震、意外爆炸等也可能导致桥梁施工裂缝的产生。

2.2外荷载次应力引起

外荷载次应力引起的形成主要是因为在该工程的施工设计阶段没有合理的进行预算，忽视了在工程施工的过程中由于受到开洞、凿槽等原因，这些原因就会引起荷载变化，从而导致混凝土裂缝的产生。实际的桥梁工程施工过程中，次应力裂缝已经是产生荷载裂缝的常见原因之一。一般来说次应力裂缝多属于剪切、张拉、劈裂性质。在现代桥梁施工技术中，次应力裂缝被认为是由荷载引起，但是在目前的许多桥梁施工中，按行业的常规一般不做严格的计算，不过随着高科技在桥梁施工中的运用，现代计测手段的不断发展和完善，次应力裂缝的计算已经被各施工单位所重视，而且要对次应力裂缝进行科学合理的验算已经是可以实现的了。比如现在在桥梁的施工中对徐变和预应力等产生的二次应力的情况，通过平面杆系有限元程序均可正确的计算，这就减少了对二次应力产生的应力裂缝的问题有了一个好的应对方案。同时，在桥梁的设计上，必须注意结构突变或断面突变的情况出现，但是有些情况是不能预测或者避免的，不过这并不是就任由危险存在，而是在不能回避的时候，及时的根据相关原理和实际情况，在不危害大局的情况下，做局部的处理，如在转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞应当及时的在周边设置护边角钢，以防止裂变的危险。

3、温度变化引起的裂缝

当混凝土与环境之间的温度出现较大的差距时，就会使混凝土出现硬化的现象。在混凝土发生硬化的过程中，极其容易出现不均匀的收缩而产生温差裂缝。在混凝土浇筑前期，因为模板等隔离了混凝土构件，而水泥在液化过程中所生成的热量被紧紧地包裹其中，难以向外界传递，因此，在混凝土浇筑之初的24小时内，混凝土构件的温度会急剧升高。几天之后，混凝土中的热量渐渐地散发出去，混凝土也随着慢慢地冷却下来。在这个温度发生变化的过程中，混凝土将出现收缩的现象。混凝土在收缩时将遇到来自构件内部钢筋牵拉和外部模板阻挡的影响，从而导致混凝土出现开裂现象。在冬季进行混凝土施工时，由于混凝土表面的热量散发的速度较快，而内部受外界影响较小，热量散发得较慢，也容易出现温差裂缝。

4、收缩引起的裂缝

在混凝土裂缝的原因中，收缩和冻胀是常见的一种形成混凝土裂缝的因素，前者出现的裂缝主要是因为大体积的混凝土发生了变形。混凝土在硬化的过程中，由于水泥和水及其他物质，会发生化学反应，由此会产生许多新的化学物质，在这过程中，就有可能产生一些易挥发的物质，在接触空气比如水泥中的氢氧化钙会和空气中的二氧化碳直接发生化学反应，生成碳酸钙，而碳酸钙的体积却比氢氧化钙的体积小，因而可能产生收缩，或者在太阳的暴晒之下挥发，导致自身质量及体积的缩水，由此导致混凝土局部张力失衡，而产生裂变。同时，因为混凝土在硬化的整个过程中，只有很少的分水分参与化学反应，大部分的水会因为蒸发而消失，这就导致桥梁混凝土的体积发生了干缩变形，在水泥浆形成水泥石后，它的极限干缩将会达到3000微应变左右，这样造成的干缩效应，就会使不同程度的拉应力在混凝土的内部产生。而在混凝土的硬化初期，其抗拉强度小，在产生干缩拉应力超过其抗拉强度时，桥梁裂缝的情况就有可能会发生。

5、 桥梁其他因素引起的开裂

1) 基础变形引起的开裂

基础变形一般为基础空间不均匀沉降或水平方向位移，发生基础变形后，结构物中产生附加压力，超过结构物的抗拉强度时即产生裂缝，基础不均匀沉降的原因有，地质试验资料不准、地质差异大、荷载差别大、分期建造等。

2) 钢筋锈蚀引起的裂缝

当构件中钢筋的混凝土保护层不足，或混凝土质量较差时，二氧化碳侵蚀钢筋表面，使钢筋周围混凝土的碱度降低，钢筋表面容易被混凝土中的氧气和水锈蚀，使周围混凝土产生膨胀压力，使混凝土保护层开裂、剥落，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使混凝土有效面积减少，钢筋与混凝土的握裹力削弱，结构承载力下降，并诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏，钢筋锈蚀是最后造成结构破坏的主要因素。

3) 冻胀引起的裂缝

温度低于零度时，混凝土出同冰冻，游离的水变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力，并导致裂缝出现。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强、骨料中含有杂质过多、水灰比偏大均导致混凝土冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。

4) 施工材料质量引起的裂缝

混凝土的材料合成为水泥、砂、骨料、拌合水以及外加剂，配制混凝土材料不合格，从而导致裂缝出现。砂石含量超标使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝，砂石的级配差常造成侧面裂缝，拌合水以及外加剂中杂质含中过高会对钢筋锈蚀产生影响等。当施工质量低，工艺不合格同样也会产生各种形式裂缝。

6、结语

综上所述，道路桥梁施工中产生裂缝的原因有很多，也比较复杂，但是只要对它们深入研究和调查，结合桥梁施工中出现的实际情况，根据桥梁自身的结构以及构造和建筑材料，是可以做出合理有效的防范措施的，在危险发生之后，也可以做出相应的对策。预防并控制桥梁施工裂缝的产生，是工程施工中必须要注意的重要问题，这直接影响到桥梁的质量和安全，不容马虎。因此，施工各方，应该在运用高科技支持的情况下，严格按照国家有关规定和技术标准进行施工，保证桥梁工程施工的合理科学合法，以此防止桥梁裂缝事件的出现。

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