桥梁工程混凝土施工裂缝产生原因及改善措施

黄霄霄

【摘要】 文章针对桥梁施工混凝土裂缝做了一些理论和实践的探讨，探讨了桥梁施工混凝土裂缝的种类、产生原因，并对桥梁混凝土裂缝的施工防治措施提出了相关的建议。

【关键词】 桥梁施工；混凝土裂缝；防治

1.前言

桥梁施工过程中，很容易出现裂缝，裂缝的出现不仅会影响工程质量，甚至会导致桥梁垮塌，混凝土开裂经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取有效的施工措施，很多裂缝是可以避免和控制的，为了尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，文章对混凝土桥梁在施工过程中产生裂缝的原因作了较全面分析、总结，以便施工施工中做出行之有效的控制方法保证工程的质量。

2.桥梁施工中混凝土裂缝的成因

导致桥梁结构混泥土开裂的原因有很多，涉及建设材料、施工工艺、养护条件、气候环境等多个方面，各方面因素相互作用影响。

2.1混凝土外加剂引起的裂缝

外加剂的使用也是预防混凝土裂缝的有效措施。外加剂可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。在混凝土中合理的掺加定量的外加剂，对改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时问，对预防裂缝的产生有积极的作用，反之亦然。

2.2温度应力引起的裂缝

混凝土浇筑后，水化热会使混凝土结构内部温度升高，在20h左右内，混凝土内部温度可能达到50～80℃，结构内部与外表面温差过大，形成温差裂缝。对于桥梁结构，尤其是大跨径桥梁，其水化热过大、温度过高、温度的变化，由此引起的应力过大并最终造成裂缝和变形问题尤为突出。混凝土早期水化热导致的温度应力是造成非结构受力裂缝产生的主要原因，而混凝土的干缩、温度收缩等引起的应力叠加使得开裂程度进一步加剧。对于桥梁结构混凝土施工，防止混凝土水化热过大引起结构裂缝是裂缝控制的重要内容。大跨径桥梁中大体积混凝土施工，例如承台和零号块施工过程中应有专项施工温度控制措施，内部设置冷却降温水管和通风设施，保证其内部最高温度和温差。

2.3混凝土收缩引起的裂缝

实际工程中混凝土因各类收缩所引起的裂缝经常见到。越来越多的采用高强度高性能混凝土，抗压强度显著提高但是抗拉强度提高往往滞后于抗压强度，且早期收缩较大，变形效应容易引起裂缝。水泥等胶凝材料用量增多，体积稳定性也进一步下降，温度收缩变形显著增加。

2.4支架模板变形引起的裂缝

作为桥梁施工中的主要施工受力构件，支架、模板、挂篮等都必须作好固定和定位工作，确保施工安全。施工过程中支架、挂篮发生不均匀沉降及发生水平位移，以及模板支撑不牢固、对拉镙丝、模板本身强度不够，也会导致桥梁结构混凝土出现裂缝。

2.5 施工工艺引起的裂缝

泵送混凝土施工在现代桥梁施工中应用越来越普遍，为保证混凝土的流动性时，水泥用量加大、用水量也增加、活性增加、水灰比增大、比表面积增加、砂率提高、骨料粒径减小、塌落度增加，导致水化热及收缩变形显著增加，体积稳定降低，使混凝土面出现不规则裂缝。施工质量控制不合格，也易导致混凝土开裂。振捣不足或过振的造成由表及里的蜂窝麻面和塑性裂缝、干缩裂缝。混凝土的搅拌、运输时间长，使水分蒸发过多，造成混凝土的塌落度过低，也会使混凝土表面出现不规则的裂缝原因。对于大跨径桥梁，施工中一次浇筑成型，而未进行按计划的分块、分层浇筑，则裂缝产生的可能性将会大大增加。

2.6 养护不到位引起的裂缝

桥梁结构通常采用的混凝土强度等级较高，养护不到位很容易形成裂缝。对于大跨径桥梁，更应适当延长混凝土养护时间。此外，采用传统普通的养护方法，对桥梁结构缺少内降外保的外部保温措施，易引起裂缝。在降温来临时，混凝土内外温差过大，也可能造成裂缝。

3.裂缝防治措施

3.1设计防裂控制措施

为尽量避免荷载裂缝的出现，应尽量避免結构突变或断面突变；如果结构突变不可避免，则应做好细部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋或斜向钢筋等。为防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝，可增加构造配筋，以提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构。为防止筋锈蚀引起的裂缝，设计中应严格按照规范要求控制裂缝宽度，采用足够的保护层厚度及防腐混凝土。

3.2施工防裂控制措施

（1）钢筋绑扎：绑扎钢筋前，首先应进行彻底的除锈，然后加工成型后运至现场进行安装，安装时严格把握钢筋的间距。钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求。钢筋层间距对混凝土构件的受力性能影响显著，但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用寿命，尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下，因此，在钢筋层间应留有足够的间距，钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝土垫块。

（2）模板的安装与拆除：针对具体工程，应对模板及其支架的承载能力、刚度和稳定性进行校核，不能盲目依照经验和类似工程照搬使用。支架应牢固可靠，施工前必须对支架进行预压，以消除支架非弹性形变和测出弹性形变值以便立模预留预拱度。安装模板时应确保构造紧密、不漏浆、不渗水，形状规则，能保证混凝上的均匀性。模板及其支架的拆除顺序应按施工技术方案执行，未达到混凝土预定强度要求不得拆除。

（3）混凝土的浇筑：浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预理件、预留孔洞等进行检查，确认无误后方可进行浇筑。混凝土的拌和运输等必须满足连续浇筑要求。浇筑还要防止钢筋、模板、定位筋、垫块及预理管适的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要满足分层浇筑、分层振捣的要求，并应采取一定的散热措施，有效降低混凝土内外的温差，从而减少温度裂缝的产生。振捣要密实，确保混凝土能填充到各个角落，同时也要避免过振引起塑性裂缝和干缩裂缝。

（4）}混凝土的养护：混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措施进行养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。养护时间必须符合实际工程要求。冬季施工，不得向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜或其他保温材料进行保温、保湿养护。

（5）其他措施：桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响，施工中应严格按照制定的方案进行，不得随意更改施工顺序，以免引起附加应力导致结构开裂。施工方案中，应做好人模混凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施，施工前做好施工技术交底，落实各项施工任务，分配专人进行技术指导和质量监督。

4.对已经出现的裂缝处理的方法

4.1表面处理法进行修补

表面修补法，先用钢丝刷将混凝土表面裂缝处的附着物清理干净，用水对其进行冲洗等干后，将油灰状的树脂填充在裂缝处，再对其进行涂抹即可。这种方法简单有效，适用于结构稳定的表面裂缝和深度裂缝的修补。

4.2结构加固方法

由于超荷载使得桥梁混凝土出现了裂缝或者是裂缝长时间没有被处理使得混凝土的耐性降低等情况是，可以通过采用结构加固法来对其结构进行固定。这种方法适用于结构的稳定性受到影响时常用的方法。

4.3灌浆法来对桥梁混凝士裂缝进行修补

这种方法主要是通过压力设备把胶结材料压进混凝土的裂缝中，等到胶结材料硬化后两者将成为一个整个结构，这种方法在将裂缝堵上的同时能够加强桥梁的稳定性。这种方法主要适用于裂缝存在对结构稳定性有影响和有防止下渗要求的建筑中。

5.结语

在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，确保工程质量