试论路桥裂缝的原因及解决措施

唐勇

摘要：随着我国基础建设的快速发展，大体积混凝土路桥工程日益增多，然而在大体积混凝土施工工程中，最常见的问题就是工程裂缝问题，本

文主要讲述路桥裂缝产生的原因及修复方法。

关键词：混凝土；路桥裂缝；路面承载

随着我国基础建设的快速发展，大体积混凝土路桥工程日益增多，然而在大体积混凝土施工工程中，最常见的问题就是工程裂缝问题，这也是最难也解决的问题。

从宏观上来讲，现在路桥工程多为混凝土，其体积较大，受外界条件影响，聚集的大量水化热，直接导致混凝土内外散热不均匀，混凝土内部会产生较大的温度差，最终导致裂缝产生，从而给工程结构埋下严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以确保证工程质量。桥梁工程中混凝土桥梁产生裂缝的原因，可划分如下几种：1、荷载引起的裂缝；2、混凝土桥梁在常规静3、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。总结起来，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

1、直接应力裂缝：直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：①在设计计算阶段，结构计算时由于不计算或部分漏算导致计算模型木合理；结构受力假设与实际受力不相符合；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。②在施工阶段，不加限制地堆放施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力特点；擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式，不对结构做机器振动下的疲劳强充验算等。③在使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥次应力裂缝：次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：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不考虑，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凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。温度变化引起的裂缝①年温差。一年中四季温度不断变化，特别在我国北方地医，由于温差化较大，所以裂缝产生比较明显。对于我国长江以南的地区，相对变化较为缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。②阳光照射。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。③骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性量不考虑折减。收缩引起的裂缝。塑性收缩。在施工过程中，混凝土一般筑后4-5小时左右方可使用，因为此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和分急剧，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成洞钢筋方向的裂缝。

4、原材料选材防开裂技术措施

选用强度等级为42.5级的低水化热和含碱量在0.06%以下的低碱含量且细度适中的硅酸盆水泥，水泥中C3A含量应在690～8%范围内。对于大体积承台混凝土选用42.5级矿渣水泥，以降低水化热。严禁使用早强水泥对于路桥裂缝，结合实际总结常用修补方法如下： 1、表面修补：常用的方法有压实抹平，涂抹环氧粘结剂，喷涂水泥砂浆或细石混凝土，压抹环氧胶泥，环氧树脂粘贴下班丝布，增加整体面层，钢锚栓缝合等。

2、局部修复法：换句话来讲就是哪里块补哪里。常用的方法有充填法；预应力法，部分凿除重新浇筑混凝土等。

3、结构补强：常用的方法有增加钢筋，加厚板，外包钢筋混凝土，外包钢，粘贴钢板，预应力补强体系等。

4、改变结构方案，加强整体刚度。例如：框架裂缝采用增设隔板深梁法处理。

其它方法：拆除重做，改善结构使用条件。

下面对原因材料使用等细节做详细说明，在混凝土中掺加优质磨细复合矿粉及优质粉煤灰，且总掺量不低于30Y0，降低水化热和提高混凝土的和易性，同时增强混凝土抗氯离子渗透性能，防止因水化热及钢筋锈蚀造成混凝土开裂。在混凝土中掺加高效减水缓凝泵送剂，达到延缓水泥水化反应时间和速度和降低水胶比的目的。如果在夏季施工时，为进一步降低水化热，防止混凝土开裂，在掺加优质磨细矿粉和I级磨细粉煤灰同时增掺柠椽酸缓凝剂。混凝土拌合物中各种原材料引入的氯离子总质量应不超过胶凝材料总量的0.1%（钢筋混凝土结构）和0. 06%（预应力混凝土结构）。这是其一，其二是要严把选材关、进料关、检验关，严禁使用不合格的材料或有疑问的材料。合理的混凝土配制方法，是防止路桥裂缝的主要措施。混凝土的初凝时间一般不应小于12小时。承台混凝土的初凝时间不小于20小时；承台、现浇梁混凝土在夏季施工时，增掺适量柠檬酸缓凝剂，以达到混凝土的初凝时间在20小时以上。所有混凝土的浇筑均应在初凝时间之前完成。混凝土的入模温度不大于30℃。邻接的新1日混凝土温差不大于200C，混凝土喷涂的养护剂与混凝土表面温度之差不大于15℃。大体积混凝土入模后30min的最大温升小于20℃，内部最高温度不高于55℃。对与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其它表面在混凝土浇筑前采取先围护一层棉被再覆盖一层帆布的围护保温措施，使其温度控制在5～30℃范围内。夏季时在棉被上喷洒和浇灌冷却水，使其温度冷却至30℃以下。现浇混凝土浇筑完成后，混凝土表面采取边收浆边喷雾边覆盖一层湿麻布片或棉被及覆盖一层塑料薄膜养护的防开裂养护措施。在拆模前采取洒水覆盖养护，洒水养护采用自动喷水系统和喷雾器进行，湿养护不间断，洒水时间间隔根据气温确定，在拆模以前保持表面连续湿润。拆模后采取喷涂养护剂和塑料布覆盖保温联合养护工艺，暴露于大气中的新浇混凝土应及时喷涂养护剂。当新浇结构物易与流动水接触时，采取措施使混凝土在浇筑后ld内不受水的沖刷。 混凝土养生过程采取在混凝土内部埋设温度传感器利用温度自动监控仪，并编制温度监控程序，对混凝土内部温度、养护温度及环境温度进行全过程自动报警监控。当湿度高于400C时，立即启动冷却系统进行降温，防止混凝土内部温度大于55℃。承台大体积混凝土的浇筑选择在一天中气温较低时进行，并采取减少浇筑层厚度、延长浇筑时间和散热时间，分成几层较薄的浇筑层，每层厚度不大于1. 5m，加快混凝土散热速度；覆盖混凝土用料避免日光暴晒，用冷却水搅拌混凝土降低入仓温度控制在10～15℃范围内，最好控制在1℃左右；在混凝土内埋设冷却钢管通水冷却；浇筑后立即采取喷雾养生覆盖保温等技术措施，并始终处于湿养护状态，夏季高温季节搭设遮荫棚。养护时间不小于10天。 路桥建设是我国基础建设这中的关键，做好路桥建设，为我国经济更好更快的发展做出贡献。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GBJ 50204-92混凝土结构工程施工质量验收规范

[2]L铁梦，建筑物的裂缝控制

[3]《公路桥涵施工技术规范>（JTJ041-2000）