桥梁工程混凝土裂缝成因以及控制措施分析

辽宁远华建设有限公司，辽宁 沈阳 110000

新时期背景下，随着我国桥梁工程项目规模的不断扩大，施工质量问题也逐渐增多，其已经成为阻碍工程良性发展的客观因素。桥梁工程质量问题主要是混凝土结构裂缝问题，不仅会对桥梁结构的稳定性造成影响，还会影响桥梁的使用寿命。因此，在实践阶段需要对裂缝问题进行全面的分析，从而科学地解决裂缝问题。

1 桥梁施工裂缝影响

在桥梁工程施工的过程中，如果出现裂缝问题，会对桥梁工程的使用性能与使用年限造成影响。

1.1 桥梁使用性能受到影响

桥梁混凝土出现裂缝问题，桥梁结构刚度就会弱化，车辆在通行时安全性、稳定性得不到保证。如果裂缝面积过大，会导致桥面出现大量的凹凸裂缝，同时随着裂缝的不断发育，当裂缝宽度、深度达到一定范围值时，桥梁结构的功能性就会受到影响。

1.2 桥梁使用年限受到影响

桥梁结构整体承载性较高，其承托着自身结构重量和车辆通行的荷载。一旦桥梁混凝土出现裂缝问题，就会导致桥梁自身的强度下降，耐久性能降低。当桥梁出现裂缝问题时，水会通过裂缝不断地渗透到混凝土结构中，此时水会与水泥发生化学作用，时间一长会将水泥中的水化产物溶解流失，导致混凝土结构受到破坏。同时空气中的二氧化碳也会随着裂缝进入混凝土结构内部，并且在潮湿的环境下，二氧化碳会与水泥中的硅酸二钙、硅酸三钙等物质发生化学反应形成碳酸盐，碳酸盐会降低钢筋的刚度，引起钢筋锈蚀问题。一旦桥梁主体结构的混凝土与钢筋材料出现化学变化，桥梁的使用年限则会缩短。

2 桥梁工程混凝土裂缝成因

2.1 施工荷载

在混凝土施工的过程中，施工荷载是导致混凝土出现裂缝问题的关键。一般情况下，荷载裂缝主要出现在受拉区以及受剪区与振动严重的部位。

（1）施工环节人为踩踏导致受力筋混凝土保护层承受力增加，构件有效高度被减小，构件支撑边缘会出现垂直于受力筋的裂缝。

（2）施工时水灰比过大，混凝土振捣成型后，混凝土泌水产生下沉问题也会出现裂缝。

（3）混凝土施工环节由于振捣不够密实，混凝土内部存在孔洞，从而出现受力裂缝。

（4）桥梁工程施工中混凝土浇筑速度过快，大面积浇筑混凝土时混凝土会存在收缩、沉降过程，导致模板承受力下降，出现局部裂缝问题。

（5）在双柱结构或独柱结构的桥梁墩身位置，荷载大于平行力会产生裂缝。

（6）在弯矩最大截面位置处，施工受力过大会出现垂直类型裂缝，这种裂缝还会朝着轴向发展。

（7）施工过程中当主钢筋与抗剪筋设置不足时，箍筋过紧会导致斜向受到破坏，出现裂缝问题。

2.2 温度差异

（1）内部温度裂缝。混凝土在硬化过程中会释放出大量的水化热，混凝土内部温度会急剧上升。当混凝土内部温度过大时，表面结构会出现拉应力，会破坏混凝土内部结构强度，导致裂缝问题产生。同时，混凝土内部发生化学反应会释放出大量的热量，内部温度过高而外界温度过低，极易出现裂缝。

（2）外部温度裂缝。混凝土表面拉应力易受到气温降低带来的影响，当表面应力过大时，混凝土结构就会出现裂缝。另外，混凝土内部温度变化是一个持续过程，若外部温度持续下降到一定数值，内部结构温度与外部结构温度差异性过大就会出现温度裂缝。

2.3 塑性收缩

大多数情况下，塑性收缩裂缝与混凝土表面失水过快有关。从理论层面而言，只要是新浇筑的混凝土其表面失水速度比泌水速度大，当混凝土表面收缩值大于内部收缩值时，塑性裂缝就会存在。这主要是混凝土内部收缩加剧混凝土表面张拉力度，当张拉强度超过抗张拉强度时，必然形成裂缝。

3 桥梁施工裂缝的防控措施

针对桥梁工程混凝土裂缝问题，考虑到其危害性，需要从施工环节做好施工过程的控制。

3.1 施工裂缝控制

（1）在施工的过程中，需要选择合理的结构方式与分块方式设置好施工缝，并且按照温度裂缝的要求进行分块，保证施工时荷载应力能够得到平分。

（2）钢筋布置需要按照“小直径、密间距”的方式进行布置，并且在变截面位置增加钢筋的数量，同时在表面位置上需要设置钢筋网片，为了减少钢筋出现锈蚀问题，混凝土内可以添加外加剂，提升其耐久性。

（3）要精确计算结构物的沉降量，以减少地基不均匀沉降出现的裂缝问题。

（4）施工环节需要按照根据施工工艺要求进行，并且对施工机具与材料合理堆放，从而减少荷载引起的裂缝。

3.2 温度裂缝控制

对于施工温度的变化，要严格地按照《混凝土的结构的工程施工质量验收要求规范》（GB 50204—2018）进行执行。为了减少混凝土温度引起的裂缝问题，在混凝土浇筑施工环节，可以在混凝土浇筑区域布置冷却水管，冷却水管布置形式按照折线的方式布置，相邻水管间距控制在0.8～1.0m，使其形成一个冷却系统，在混凝土浇筑时间将冷却管通水，避免温度过热。在具体操作阶段，需要对施工温度进行检查，检查的方式采用专门的测温计插入混凝土体内10cm位置读取温度，而后按照测量的温度数据，调整施工温度。此外，需要控制混凝土拌和物入模的温度，入模温度要≤5℃，且不能＞35℃。当施工气候温度达到30℃时，需要按照高温施工要求做好温度处理；当施工环境为冬季时，需要按照冬季浇筑施工方式处理温度问题。

3.3 塑性收缩裂缝控制

（1）桥梁混凝土工程施工环节，需要做好结构水灰比控制，水泥类型选择水热化程度低的材料。（2）做好混凝土骨料含泥量控制，降低混凝土结构的孔隙率。（3）在桥梁混凝土结构浇筑施工处，需要对模板进行湿润处理。（4）混凝土浇筑环节按照桥梁工程要求，做好混凝土泵送角度控制，例如，在浇筑过程中采用快插慢拔的方式进行振捣施工，振捣时振捣棒需要按照“一”字型的方式均匀排列，再进行振捣作业。

4 桥梁混凝土裂缝技术处理工作

在桥梁工程混凝土裂缝控制阶段，对于不同类型、规格的混凝土处理方式也是不一样的，以下对常见的桥梁混凝土裂缝处理技术进行分析。

4.1 表面处理法

表面处理方式是桥梁混凝土裂缝常用的处理方式之一，该技术应用主要在混凝土裂缝表面通过树脂胶涂刷修复裂缝问题。在施工前需要采用钢丝刷清洁混凝土裂缝表面，将附着物处理且风干裂缝结构位置后，采用油灰状树脂在裂缝位置均匀涂刷，让油灰状树脂能够渗透到裂缝缝隙中，当裂缝缝隙填满后待油灰状树脂风干后，采用刮板对处理位置进行铲平，减少裂缝问题出现。

4.2 填充法

填充法主要适用于裂缝宽度≥0.3mm的裂缝。在裂缝位置处采用切割机加深裂缝的深度，切割出≥20mm的“V”型沟槽；然后采用高压喷枪冲洗裂缝位置，将裂缝中的杂物清理干净；将灌浆嘴埋设到裂缝处进行灌浆处理，灌浆速度达到裂缝位置2/3时采用胶体进行密封，当胶体注射完成后要采用高密度混凝土对表面密封；最后进入养护环节以及质量检验环节。在裂缝修补完毕后，需要检测补强质量与效果，针对裂缝修补不严格或是裂缝闭合不完全位置，则需要进行二次补修。

4.3 混凝土置换法

混凝土置换法是一种有效的裂缝处理技术。首先对混凝土裂缝位置处进行铣刨、剔除，然后将拌和好的混凝土材料浇筑到处理区域中，混凝土置换材料可以选择砂浆、聚合物、水泥浆液以及改性聚合物等材料。

5 结束语

综上所述，桥梁工程在长期运营过程中很容易受到外界各种因素的影响出现裂缝问题，此类问题不仅会影响桥梁结构的承载力，还会影响车辆通行的安全性。因此在裂缝处理阶段，必须按照裂缝类型、裂缝规格大小，合理地选择裂缝处理技术，并且需要严格地控制材料的质量以及技术应用效果，以保证桥梁混凝土裂缝问题得到有效解决，从而为我国桥梁事业的发展奠定基础，推动经济与社会的全面进步。