浅议道路桥梁施工中裂缝的原因分析

黄晓新 李惟浩

【摘要】在道路桥梁工程建设中，裂缝作为混凝土桥梁难以避免的质量通病，对其有害程度进行有效控制在很大程度上直接影响着道路桥梁工程的建设及使用效果。文章对道路桥梁施工中裂缝的原因进行了分析。

【关键词】道路桥梁；裂缝；原因

在道路桥梁的施工或者运营的养护过程中，混凝土出现裂缝的现象时常发生，使得道路桥梁的整体质量大打折扣，严重的话会威胁到车辆驾乘人员的生命安全，因此，对混凝土裂缝原因的研究就变得十分重要和紧迫。

一、结构性裂缝

目前国内研究表明结构性裂缝主要是由荷载引起的。这里的荷载主要包括两种，即直接荷载和间接荷载。直接荷载主要是由恒载、预应力以及风等产生的；间接荷载则主要来源于一些其它因素如温度、收缩、沉降、渐变等环境的变化。其发生机理为：当混凝土承受的负载压力小于其极限压力的30—50%时，界面上产生微小的裂缝，卸载后，混泥土的变形不大，此时，混泥土处于线弹性的稳定状态；当混凝土承受的负载压力超过其极限压力的50—75%时，会导致原来的微小裂缝延伸和加宽并扩散至水泥砂浆中，同时，伴随着新的裂缝出现。这种情况下，裂缝则处于稳定扩展的状态；当混凝土承受的负载压力进一步增加，原有的裂缝迅速地延展并加宽，产生连续裂缝。混凝土被贯通的裂缝分割，逐渐丧失承载力即混凝土在外荷载作用下逐渐失稳破裂。较直接荷载而言，间接荷载荷载的产生是一个持续的过程，并非一瞬间完成的，这也是它不同于直接荷载的主要特征。

二、温度性裂缝

1、较大年温差的影响

一年中的温度差缓慢的变化着，四季温差虽然幅度变化不大，但是我国一般以冬夏的温度作为变化幅度，尤其是以一月和七月的平均温度为温度变化幅度。这样对桥梁结构的影响可想而知，温度差影响桥梁结构，主要将导致桥梁纵向的位移。当结构发生位移受到一定的限制时，就很容易引起温度裂缝现象，如常见的拱桥和钢架桥等。因为混凝土有蠕变的特性，所以在年温差范围内进行计算时，不可忽略对混凝土弹性实现一定程度的折减。

2、高强度日照的影响

由于桥面的板块和桥主梁以及桥墩的一面受到阳光强烈的照射，使桥梁整体受热不均匀，被曝晒的地方温度明显比其他地方的温度高，桥梁的温度呈非线性式的梯度分布结构。又因为自身对受力的约束，使得桥体局部的拉力和应力较大，引起裂缝的出现。

3、突然降温的影响

日照和骤然降温是使桥梁出现结构温度裂缝最为常见的原因。如果正常的天气突然下大雨或者突然来冷空气，会导致桥体的表面温度骤然下降，甚至是日落都会引起结构外表温度的降低。但是桥梁的内部温度却下降的很缓慢，这样，内外温差引起的桥梁温度梯度，直接会导致桥梁结构裂缝。在对日照以及突然降温进行内力计算的时候，可以把设计规范起来，并结合实际桥梁的资料进行计算，而混凝土的弹性量则不需考虑折减。

三、收缩性裂缝

混凝土在进行施工中的浇筑任务以后，大约四小时水泥就会发生一系列的化学反应，尤其是水化反应最为激烈。

混凝土的缩水性和缩干性收缩发生在混凝土硬结之后。由于硬结后的混凝土的温度会随着表层水分的蒸发而降低，进而导致其体积不断缩小。整个混凝土表面水分丢失快，而内部却相对很慢，所以，引起混凝土表面和内部的收缩性能不同，强度大小不一致，使混凝土被钢筋强烈的束缚着，而产生明显的裂纹。

在混凝土的硬化中常见的另一种收缩类型就是自生收缩。它的收缩反应与外部温度没有关系，这一自生收缩是水泥同水发生的水化反应。在高温情况下最容易发生的反应就是碳化收缩，由于大气中二氧化碳和水泥容易发生一些化学反应，所以收缩变形的出现就见怪不怪了。碳化收缩的发生条件必须是极高的温度，并且它的反应强度会随着大气二氧化碳浓度的变化而变化。

影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量。水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。良好的养护方法可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时间越长，则混凝土收缩越小。

四、早期塑性沉降裂缝

塑性收缩缝是指新拌的混凝土在凝固过程中，因表面的水分蒸发而引起的裂缝，常见于构件的外露表面。混凝土在凝固的过程中，还尚处于流塑态，由于重力的作用，混凝土会进一步的压实，表面伴随着水分的蒸发和表面的干缩，就会在表面产生塑性沉降裂缝。例如，在混凝土浇筑几个小时之后，有时会出现长短不一、走向不规则的裂缝，这种裂缝被称为龟裂。塑性沉降裂缝的特征是一般出现在构件表面水平钢筋的上方，当保护层较弱时，裂缝可沿钢筋长度方向發展，并且钢筋直径越粗，保护层越弱，这种现象就越明显。这种现象的原因是在未凝固的混凝土中，浆体会有下沉的趋势，相应的水分就会上移，这样就会在表面形成塑性沉降裂缝，并且在水平钢筋的底部形成水分空隙。

为避免早期塑性沉降裂缝的产生，就要严格控制混凝土的水灰比例，可适当添加少量粉煤灰和减水剂。在混凝土浇筑2小时以后进行二次振捣，振捣完需要将表面振实，注意振捣时间不宜过长，速度要适宜，不能过快，要保证混凝土的密实性。在养护上要注意浇筑早期避免水分的蒸发，冬季要御寒保温，夏季避免阳光直射，在竖向模版的边隙涂抹脱模剂。

五、道路桥梁混凝土裂缝的有效应对措施

1、合理的设计荷载及道路桥梁的布局

在设计阶段，相关的技术人员要坚持具体分析的原则，对道路桥梁进行整体的设计规划，对施工中所需要的钢筋进行合理地布局，与此同时还要对桥梁的运营荷载进行调研，切实保证桥梁的承载力高于实际荷载，使施工中或者后期维护中不会出现混凝土裂缝的现象。

2、严格控制混凝土的组成材料

无论是对水泥的强度指标还是对骨料的直径大小及抗压强度都要进行严格的试验遴选，以保证混凝土强度与设计的预算荷载相符合；同时还要根据实际使用的原材料，严格按照相关规范、规程经试验得出混凝土的合理配合比，并且控制搅拌时水的加入量，以此来控制混凝土体积的变形，最大程度地保证混凝土的抗裂性。

3、注重施工过程温度的变化，防止温度变化引起裂缝

高质量的混凝土具有较强的抗裂性，所以对施工时混凝土的搅拌、运输方式以及浇注过程都要高度重视，并且注意高温时加强对混凝土的浇水养生、低温时加强对混凝土的表面保温，以最大程度增强混凝土的抗裂性，从而避免施工中混凝土裂缝的产生。

4、对已经出现的裂缝的补救措施

在道路桥梁的施工过程中一旦混凝土出现了裂缝，施工单位应该及时采取有效的应对措施，以免裂缝逐渐变大而影响到整体工程的质量。对于混凝土裂缝的补救措施要根据裂缝的产生原因，采取与之相对应的措施进行补救，目前我国普遍采用以下几种补救方式：如果裂缝较小，宽度小于0.15mm、深度不涉及到钢筋，可用水冲洗并湿润裂缝，之后用相应比例的水泥砂浆进行抹平；对于宽度在0.15mm至1.5mm之间的裂缝，需要凿开裂缝并将其清理干净，再用相应比例的水泥砂浆进行填充然后抹平；另外就是普遍使用的灌浆措施，这种补救方式对于裂缝的大小深度没有明确的要求，只是用灌浆泵将配置好的水泥砂浆灌入裂缝中，从而修复裂缝。

结束语

道路桥梁裂缝的设计、施工防治效果贯穿于桥梁建设的全过程，其控制成效也直接影响着桥梁病害的预防与后期控制。要根据裂缝出现的原因及时进行弥补，避免危险事故的发生。必须认真对待每一个工作环节，细致全面地考虑建设施工中可能出现的各种影响因素。

参考文献

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[2]金大。对桥梁施工混凝土裂缝探究[J].黑龙江科技信息，2012