公路桥梁施工过程中裂缝产生原因及应对策略

卢权科

摘要：社会的发展使得公路桥梁的建设步伐稳步前进，而施工中裂缝的产生是常见且危害很大的问题。本文即是对公路桥梁施工过程中裂缝产生的原因和相应可采取的措施进行了详细论述，相关作业人员可以加以参考借鉴，以增强公路桥梁的施工质量和美观程度，从而保障道路交通的安全性能。

关键词：公路桥梁；施工过程；裂缝产生原因；应对策略

因混凝土具有取材广泛，耐火性能良好，抗压强度高等优点，其已成为目前应用最广泛的工程原材料之一。当前我国越来越多的公路桥梁采用混凝土式的建设模式，混凝土裂缝也成为随之产生的常见且危害严重的问题。混凝土裂缝有受超荷载引起的结构性裂缝和由混凝土自身应力所引起的非受力性裂缝两种，后者在公路桥梁裂缝中更为常见。裂缝的产生会对公路桥梁的稳定性产生危害，路桥表面的裂缝也有进一步变大的可能，影响结构里层钢筋牢固度，危害路桥主体结构，形成路桥工程的安全隐患。混凝土裂缝现象是当今业内关注研究的关键话题。由于各地地域气候不同，公路桥梁结构的复杂化度各不相同，因此混凝土裂缝成因及应对措施很难有普遍适用性。本文对公路桥梁混凝土裂缝的形成原因和可采用的方法策略进行了详细探讨，以提高公路桥梁的质量和承载力，延长其使用寿命。

一、公路桥梁施工过程中裂缝产生原因

（1）施工工艺及材料锈蚀成因。

落后施工工艺的和劣质混凝土的使用使得混凝土保护层厚度不足，导致二氧化碳或氯化物侵蚀里层钢筋表面氧化膜，钢筋中的铁离子会与周围环境中的氧气和水反应产生锈蚀现象，锈蚀物会使原钢铁的体积大大增大，膨胀产生的应力作用于混凝土，会沿钢筋产生裂缝并在路面表层产生裂痕现象，此种裂缝常会伴随产生锈迹较容易区分。钢筋承载力会逐渐减弱从而影响公路桥梁的结构强度。在施工工期有限施工任务较多时经常出现重视工程进度却忽视工程质量的情况。

（2）环境温度变化。

热胀冷缩的性质使得混凝土在周围温度变化或者主体内部温度变化时会产生变形，变形受阻所产生的结构内拉应力大于其自身的抗拉强度时便会产生混凝土裂缝，温度应力在大跨径桥梁中甚至可以超越其本身的承载力。此种裂缝主要为表面裂缝，分布呈现出无规律性。具体表现为：当水泥水化时会产生大量的热量，结构内部温度升高，产生内外温差，从而产生混凝土裂缝；昼夜温差过高和空气湿度不足导致混凝土各部位凝固速度不均一产生裂缝；浇筑完成后由于地区季节气候特点工程浇水养护环节未能进行到位。

（3）混凝土体积变化。

混凝土收缩导致的体积变化会导致收缩裂缝的产生。其一为在水泥凝结水化之时，会出现泌水现象并蒸发大量水分，其会受到周围模具支架和深层混凝土的制约从而形成失水微小型的塑性收缩裂缝。另外在混凝土硬化时分，表层和深层蒸发水分速率不同会导致混凝土收缩不均匀，当收缩受到约束时即会产生拉应力，此时也会产生收缩裂缝。在公路桥梁施工过程中表面堆放大量建设材料或凿孔开洞时会产生由直接应力和次应力导致的裂缝。

（4）冻胀裂缝。

由混凝土构建的公路桥梁为非密实性构件，里面有许多含水空隙在温度可致使其凝固时，水体积会膨胀9%从而产生冻胀裂缝。尤其在冬季施工未保温时常会沿管道产生冻胀裂缝。当混凝土中含泥土杂质较多，水灰比较大，搅拌不密实时均会加大冻胀裂缝的发生率。另地基在竖向和水平方向产生不均匀位移，结构空隙率较大和混凝土失水缩减程度大时均会产生裂缝。

二、公路桥梁施工过程中产生裂缝的应对策略

（1）严格把控材料质量。

施工时应准确按照公路桥梁工程的管理流程进行，合理控制混凝土材料的配置比例和合成纤维等添加剂添加量，尽量减少混凝土中石灰用量，选用具有膨胀功能抗裂效能好的高质量混凝土材料和质量级别优良的碎石砂土。选用特定种类水泥或采取添加粉煤灰的方法来降低水泥的水化热，并增强其和易性。在选用工程原材料时还应结合当地的水文地质状况，混凝土的凝结时间也应控制到位，后期应定期采取养护措施，温度较高时适量喷水，一是降温二是减少约束应力，都可降低裂缝的产生。另外，前期养护应维持混凝土的湿度和温度。施工人员也应强化责任意识，将操作规程落实到位，切实提高工程质量，减少混凝土裂缝的产生。

（2）控制温度。

在目前大多数小型公路桥梁施工工程中，混凝土拌置常在通风环境下现场进行，温度成为其主要的干扰因素。可采用电子测温仪实时检测空气温度和混凝土温度，避免温度发生剧烈变化。混凝土浇筑时的温度应尽量降低，可将水不定时的洒入碎石。在夏季施工时，应加大混凝土的散热面积减少浇筑层厚度。合理铺设地基中的支架，适当时候可以辅助降温水管。支架的受力度应符合工程要求，避免非弹性形变的产生。混凝土在入模时也应控制温度在27摄氏度左右，填入冰块是常见的降温方式。还应做好公路桥梁的表面隔热措施，如覆盖保温材料，控制内外温差在20摄氏度以内。

（3）修补裂缝。

采用前述几种方式虽然可有效减少混凝土裂缝的产生数量，但是裂缝的产生是不可避免的现象。裂缝产生后可采取相应措施及时修补裂缝。裂缝填充是最常见的裂缝处理方，可用混凝土直接填充宽度≤0.3mm的裂缝。对于横贯式的大裂缝可注入环氧树脂，需注意的是在修补之前需用特定设备和清洁用品清除周围的灰尘，使用环氧树脂修复较使用混凝土修补在防水和防锈蚀方面效果都更好。小面积不渗水尚未达到浇筑钢筋部位的小裂缝可采取表面涂抹树脂法进行修补。公路桥梁施工过程中还会产生对结构强度有影响的裂缝，应采取专业方式进行修补，比如结构补强法，锚固补强法等。裂缝修补完成之后还可采用多种实验方法进行检测，比如钻芯取样试验等。

三、结语

在公路桥梁施工过程中，应针对裂缝产生的具体原因采取相应的应对策略。裂缝修补也应做到及时高效，否则可能会对整个桥梁工程造成损害。当然，施工人员也应对裂缝相关课题专业把控，在施工过程中有效避免其产生，这也就减少了后期修补的繁杂工序。

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