混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因

吕海峰

摘要：随着城市基础设施建设的加快，许多桥梁已经建成，许多人跨过了桥。我们在桥工程方面有更高的混凝土质量要求。近年来，我们发现加固加固混凝土地面上有许多裂缝，这已成为影响项目质量的一个常见问题。与此同时，对问题质量的抱怨也逐年增加。混凝土结构的裂缝将对结构造成严重损害。裂缝是影响失败功能的一个重要因素。裂缝是混凝土结构中的一种常见现象，也是一个难以解决的实际问题。

Abstract： With the acceleration of urban infrastructure construction， many bridges have been completed and many people have crossed the bridge. We have higher and higher concrete quality requirements in bridge engineering. In recent years， we have found many cracks on the reinforced concrete floor， which has become a common problem affecting project quality. At the same time， complaints about the quality of the problem have increased year by year. Cracks in the concrete structure will cause serious damage to the structure. Cracks are an important factor affecting the failure function. Cracks are a common phenomenon in concrete structures and a difficult practical problem to solve.

关键词：桥梁工程;混凝土裂缝;裂缝控制;防治措施

Key words： bridge engineering;concrete cracks;crack control;prevention measures

中图分类号：U445.7+2                                  文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）06-0222-03

1  裂缝的种类

1.1 结构性裂缝

1.1.1 设计原因引起的裂缝

由于设计过程取决于人的操作，设计过程中也会有多种问题。问题的主要原因如下：

①计算理论选择错误，结构理论的错误选择所造成的裂缝。

②计算图的设计不符合实际的压力状况，造成裂缝。

③钢筋锚固长度造成的裂缝不符合要求。

④平板结构不正确的结构导致板面断裂。

⑤组成部分的刚度程度达不到要求，导致结构断裂。

⑥在选择计算模型时，主要压力被考虑，次要压力被忽略，部分压力被忽略，导致结构上的裂缝。

⑦连接部分的裂缝。

1.1.2 施工原因引起的裂缝

在施工期间，由于有大量工作人员参与施工，以及施工期间各种条件的影响，如施工成本、工作人员效率等，也会出现相应的问题，主要原因如下：

①在建筑过程中，因钢筋不合适和不具约束力而造成的裂缝。

②因早期消除紧张症而造成的裂缝。

③建筑原材料的裂缝，不符合设计要求或不合格。

④在建造过程中，部件无法达到规定的强度要求，承受承载负荷和其他负荷积累造成的裂缝。

⑤建筑质量造成的裂缝不符合要求。

1.1.3 使用原因引起的裂缝

由于桥梁服务时间很长，在使用时将有许多不可抗力和特殊情况。主要原因如下：

①地震等意外事故造成的结构裂缝。

②火灾和其他事故造成的裂缝。

③建筑服务条件的变化造成的裂缝。

1.2 非结构性裂縫

1.2.1 收缩裂缝

收缩裂缝的原因是湿度变化，这是混凝土中非结构性裂缝的主要部分。根据配置机制和收缩裂缝时间，常见的工程收缩裂缝主要包括塑性收缩裂缝，沉降收缩裂缝和干缩裂缝。此外，有自我收缩的裂缝和碳收缩的裂缝。

1.2.2 温度裂缝

混凝土膨胀和温度变化而缩小。如果混凝土内部和外部的温度差异或季节性温度变化过大，则在混凝土结构内产生压力。当热压力超过混凝土的拉力时，混凝土中会出现裂缝。

1.2.3 沉降裂缝

基础承担上层结构负载，局部地基承载能力不平等或不平等。然而，在建筑完工后，每个部分的荷载差异都很大，导致对机构的不平等调整。这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力。当拉应力和剪切压力超过了结构本身的拉力和剪切力时，结构将在最脆弱的部分产生裂痕，即所谓的调节裂缝。这些裂缝大部分被冲破，其位置符合沉降的方向。

2  混凝土裂缝的产生原因

2.1 收缩裂缝的产生原因分析

2.1.1 塑性收缩裂缝

塑料收缩裂缝主要发生在新建桥梁的混凝土表面上，主要是在初始准备和最后准备之前。混凝土表面的水蒸发率超过了最初和最终的混凝土硬化率，从而减少了混凝土表面的水分。

主要原因如下：①混凝土浇灌后没有及时覆盖，表面水体蒸发得很快，导致大幅收缩，而此时，混凝土强度太低，无法承受变形的压力，导致碎裂;②水泥数量过多、淤泥过度使用或水泥水泥比例过高;③使用弹性渗透性混凝土浇水非常干燥，无法吸收水量;④振动和压力不足。

2.1.2 干燥收缩裂缝

这种裂缝通常发生在水泥倒出一段时间之后。其中大部分是狭小的表面裂缝，从0.05毫米到0.2毫米不等。趋势是交叉和不规则的。然而，在有薄壁的混凝土结构中，分配主要沿结构的短方向;此外，改变的结构部分和混凝土块的平坦部分更普遍。在严重情况下，裂缝将逐渐从表面到内部，从小到大，再到深，形成穿透的裂缝。

主要原因如下：①混凝土浇灌后处理不当;地表水迅速损失;体积缩小;内部小水分变化和通货紧缩;因此，内部混凝土防止表面收缩变形，从而造成压力和混凝土表面拉裂。②混凝土持续长，总通缩率很高;③泥浆含量高，梯度缩小，沙石和混凝土的强度低;④混凝土振动过大，形成浆层，表面水泥含量增加，通缩增加。

2.2 温度裂缝的产生原因分析

由于混凝土内部和外部的温度差异或季节性温度的过度变化，温度形成裂缝。表面温度裂缝不定期，通常是大面积的交叉结构的温度裂缝。地表温度的裂缝通常在施工过程中发生，供应受到温度变化的重大影响。冬天更宽，夏天更薄。

主要原因分析：表面温度的裂缝主要是由于温度的重大变化。特别是在混凝土基质在固化过程中被排放出大量水温，内部温度继续上升，在温度不平等的情况下，混凝土表面与内部混凝土表面之间的温度差异较大。

当温度差异较低时，混凝土表面温度将大幅变化，温度将下降。此时，表面被内部混凝土压住，造成巨大的拉力，混凝土的早期拉力非常低，因此产生裂缝。

2.3 沉陷裂缝的产生原因分析

沉陷裂缝通常是深深的裂缝。影响与基础调整有关，可能发生在结构的上部或下部，通常是地面上。由于土壤的异质性、土壤柔软、土壤回填或水浸水、模具刚度程度不足、支撑硬度太大、支持强度太大，特别是在冬季，水土冻结后出现不平衡的调整，从而造成混凝土结构的裂缝。

主要原因：①结构下的结构和基础，或土壤松散，无须施加必要的压力和补救。浇灌混凝土后，基础将产生不平衡的调整，导致裂缝。②结构不同部分的负载团队不需要加强。由于不稳定的压力和混凝土浇灌后的基数调整，压力的浓度和结构裂缝。③模具的僵硬程度不够，模具的支持不足，对软质土壤的过度支持或早期支持疏远，早期破坏往往导致定居点的不平等裂痕。在冬季建筑中，永久冰支持混凝土模板支撑。如果上层建筑无法达到所需的强度，配置就会冻结并下沉，导致结构衰落或裂缝。在浇混凝土时，基础必须浸入水中。

3  桥梁工程中混凝土裂缝控制技术及防止措施

3.1 桥梁工程中混凝土裂缝控制技术

3.1.1 施工控制措施

①合理选择原材料和提高混凝土搅拌率。

②保持温度和维护。

③分层连续浇注或推动连续浇筑混凝土。

④降低混凝土浇的温度。

⑤正在使用第二次振动技术提高混凝土裂缝的强度和抵抗力。

⑥冷卻水管道，以降低混凝土的内部温度。

⑦加强建筑管理，提高具体质量。

3.1.2 设计控制措施

①充分利用混凝土后期强度，并试图使用低强度混凝土。

②结构温度分析和压力设计。在设计阶段，由于热应激反应和设计负荷，温度场模拟和分析结构，确定最高温度和温度，并测试和计算温度和通缩强度。

③除满足耐力和结构要求外，混凝土必须配备钢筋，以承受水泥湿热和裂缝控制所产生的热压力，通过建造钢筋控制裂缝。必须采用最小直径和距离。

④选择合理的结构、部件和质量。一个对压力产生重大影响的结构，引起温度和裂缝的产生。

3.2 桥梁工程混凝土中裂缝的防止措施

3.2.1 精心设计混凝土配合比

增加结构强化以提高对快克的抵抗力。使用小直径和距离，整个部分的增强率在0.3%至0.5%之间。

避免突然的结构变化和压力集中。应采取措施，加强易受压力集中的脆弱联系。为了提高混凝土的加固度和最大拉强度，在裂缝边缘发现隐藏的症状。

在结构设计中，施工过程中必须充分考虑到气候特点，并且在安装后必须合理确定。在正常建筑条件下，顶点之间的距离必须为20米至30米，一般保留时间不得少于60天。如果具体建筑条件无法预测，可以根据具体情况临时改变设计。

3.2.2 混凝土原材料防止措施

正确选择减水剂和引气剂对于减少水用量和大型混凝土体的材料消耗、提高新鲜混凝土的可操作性、提高机械、耐久性、变形和固体混凝土的热特性具有重要作用。

3.2.3 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施

①防止干缩裂的措施。

1）把水泥固定在一个小收缩的情况下：一般水泥比水泥水泥干得更少。

2）对混凝土混合比例进行合理调整：采用低水灰比，低单一水泥消耗，低耗水量。与此同时，沙率和使用粗沙必须尽可能减少。

3）适当提高混凝土的拉强度。在一定数量的水泥中，减少水泥量可以提高混凝土的拉力，而不是对混凝土收缩的压力，因为混凝土收缩有减少裂缝的趋势。使用早强剂可以提高混凝土的早期强度，但通缩也会增加。因此，为了加强防止裂缝的安全性，应在全面审查后采取措施。

4）在建筑过程中，必须掌握正确的振动压力，以确保混凝土的压缩，避免过度振动。加强对水的维护，确保维护的质量，并尽可能推迟干收缩。

②防止塑性收缩裂缝的措施。

防止塑性收缩裂缝的主要措施如下：1）选择收缩率较小，早期强度较高的波特兰或普通硅酸盐水泥。2）是严格控制水灰比，加入高效减水剂，增加混凝土的坍落度和可加工性，减少水泥和水的用量。3）在浇筑混凝土之前，基础和模板应均匀浇水并湿润。4）及时覆盖塑料薄膜或湿草垫等，在最终凝固前保持混凝土表面湿润，或在混凝土表面喷涂固化剂进行维护。5）应在高温多风的天气下设置遮阳和挡风设施，以保持及时。

4  结论

混凝土结构的裂缝是影响桥梁完整性、可操作性和耐力的一个非常重要的方面。一方面，桥的结构或组成部分往往由于各种原因导致多个裂缝，这是不可避免的。另一方面，损害程度可以通过结构裂缝加以控制，有害和无害之间的界限由结构的功能确定。因此，分析混凝土结构裂缝的原因非常重要。

桥梁工程中的混凝土裂缝是复杂的系统工程。裂缝有很多原因。然而，只要各种因素的影响可以在设计、建筑技术、材料选择和随后的维修过程中得到充分考虑，就可以在施工过程中进行更多的观察和总结，并与富于建筑经验的人一起妥善控制混凝土裂缝。

参考文献：

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