混凝土桥梁施工裂缝防治措施

吕伟

摘要： 混凝土桥梁施工裂缝的成因千变万化，处理的方法也多种多样，上文所提及的只是工程实践中比较常见的积累而总结出来，并且经过实践，这些方法都取得了非常不错的效果。文章针对桥梁混凝土施工裂缝的形成原因，提出了相应的防治对策。

关键词：桥梁施工中;混凝土;裂缝;成因;控制

前  言

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜。应进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免施工中出现危害较大的裂缝。

一、混凝土桥梁施工裂缝的形成原因

1.荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝，可分为直接应力和次应力裂缝两种：

1.1 直接应力裂缝是指由外荷载引起的直接应力而产生的裂缝。产生的原因如下几种：①设计阶段，计算模型与实际不符，结构受力假设不符合实际情况，结构刚度不足，构造处理不当，荷载少算或漏算，设计断面尺寸不足，内力与配筋计算错误，钢筋设置布置错误，结构设计没有考虑施工的可能性，设计图纸交代不清等;②施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料;不按设计图纸施工;随意更改结构施工顺序;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等;③使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触和撞击;发生地震、爆炸、大风、大雪、等。

1.2 次应力裂缝是指由外荷载引起的次应力而产生的裂缝。产生的原因有如下几种：①在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算考虑不周，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂;②桥梁结构中经常需要开槽、凿洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图形进行模拟受力计算，通常都根据經验布置受力钢筋，而大量研究表明，受力构件挖孔之后，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。

2.温度变化引起的裂缝

根据混凝土热胀冷缩的特性，当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形，如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，当应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝，引起温度变化的主要因素有：

2.1 年温差。一年四季温度不断变化，由于变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生，该情况一般可通过桥面伸缩缝、支座或者设置柔性墩等构造措施来缓冲，只有当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。我国的年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度，考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算为混凝上的弹性模量应当考虑一定的折减系数。

2.2 突然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可以导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降，而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度，由此造成应力变化而出现裂缝。

2.3 日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度会大大高于其它部位，导致温度梯度呈明显的非线形分布，由于受到自身约束力的作用，导致局部的拉应力较大，出现裂缝。

3.沉降引起的裂缝

由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力。当其超过混凝土结构的抗拉强度时，结构开裂。

二、混凝土桥梁施工裂缝的防治对策

1.荷载引起裂缝的控制对策

控制直接应力裂缝的方法：（1）多角度、全面、系统地分析结构的受力状态，建立符合结构受力状态的计算模型，采用多种方法进行结构计算并相互校核，做到计算准确、构造合理、说明全面。（2）施工单位在施工前应对设计文件进行复核，弄清设计意图，严格按照设计文件和施工规范要求施工。（3）做好桥梁使用阶段的养护、管理与维修，限制超载车辆通过。

2.混凝土施工的温度裂缝控制对策

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度应力的措施有以下几种：（1）拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;（2）严格控制混凝土的人模温度。桥梁的大体积混凝土浇筑最宜选在春秋节施工，如果必须在夏季施工应采取有效措施降低入模温度，同时浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒;（3）在混凝士中埋设水管，通入冷水进行内部降温;（4）夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

3.施工控制

严格控制混凝土施工配合比，根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量，要求监理严格监督控制。把好质量关，选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，适当减少空隙率以减少混凝土收缩量，从而加强混凝土抗裂强度。养护实践证明，混凝土养护工作，是整个施工过程中非常重要环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。更重要的是在高温下施工，应经常浇水养护，一来可减少温度产生的裂缝，二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。

4.裂缝的修补方法

4.1 表面修补。裂缝的修补方法通常是表面修补，其优势十分明显，常常处理表面裂缝以及深度裂缝，而且对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法，作为裂缝修补的常用技术，一般来讲，其做法就是表面涂浆，即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆，有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹，往往由于应力的存在，使得混凝土裂缝继续开裂，此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布，确保裂缝修补完整。

4.2 嵌缝法。嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法，即在混凝土的裂缝处开槽，在开好的槽内填充止水材料，这样既可对裂缝进行封堵，有利于裂缝外观的平整。

4.3 灌浆法。当裂缝对桥梁结构的影响较大的时候，或者桥梁对防渗有着较高的要求时，必须采用灌浆法进行处理。所谓灌浆法，简而言之，就是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中，浆质料随着时间的推移，会达到硬化，硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体，既可以避免裂缝的存在，又具备很好的密封性能。浆质材料通常有很多种，在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物，对于裂缝比较严重的，可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。

三、结束语

在混凝土桥梁施工中，裂缝的出现十分普遍，然而，裂缝不仅降低了桥梁结构的抗渗能力和使用寿命，而且会引起混凝土结构中的钢筋腐蚀加快和混凝土的碳化等严重后果。当然，混凝土桥梁施工裂缝的成因是相当复杂的，防治对策必须考虑实工程际情况。只有搞清楚了裂缝的成因及其性质，才能找出最行之有效的处治措施，才能使国家有限的建设资金发挥最大的经济效益。

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