市政桥梁施工混凝土裂缝问题与防治策略探讨

张彩菊

山西省公路局晋城分局 山西晋城 048000

桥梁工程质量直接决定其使用寿命，混凝土桥梁质量关系着车辆通行和人员安全。应高度重视混凝土桥梁建设质量，为桥梁安全通行提供坚实基础。在实际使用过程中，混凝土桥梁经常会出现裂缝，影响桥梁美观和使用年限，甚至会影响桥梁结构，对其安全性造成影响。日常养护过程中，应科学分析混凝土桥梁裂缝形成原因，运用科学方法防控桥梁裂缝，对其安全性和耐久性进行重点评估，及时排除施工安全隐患，保证施工作业质量，提升桥梁安全性，有效缓解交通压力，营造舒适安全的通行环境。

1 混凝土裂缝及其防治实施的必要性

混凝土是一种非均质脆性材料，由砂石骨料、水泥、水及其他辅助材料按照一定比例混合、搅拌而成，广泛应用于工程建设之中。它的本质是一种非均匀的多孔材料，在硬化成型的过程中容易受到某些因素影响，导致其出现细微裂缝，随着工程使用时间的延长，混凝土微裂缝会逐渐加大，会形成威胁工程质量的裂缝问题。从以往混凝土材料使用情况来看，外部承载作用、化学作用、变形作用及保护不当均会造成混凝土裂缝。城市化进程不断加快的今天，城市居民数量不断攀升，相应的居民出行需求增加，这使得市政桥梁建设变得越来越重要。总结以往市政桥梁工程建设经验，即市政桥梁工程建设之中需要运用到大量混凝土材料，而混凝土施工容易受到自然环境、施工工艺、原材料、施工设计等诸多原因的影响，致使混凝土施工质量不佳，会出现裂缝现象。针对这一情况，加强混凝土裂缝防治是非常必要的，一方面是及时解决和处理混凝土裂缝，可以保证市政桥梁工程的安全性，以便城市居民可以放心地使用桥梁工程；另一方面是及时且有效地处理混凝土裂缝，可以延长桥梁工程的使用寿命，节约工程建设资金。所以，正确认识混凝土裂缝的危害性，采取行之有效措施加强市政桥梁工程混凝土裂缝防治是非常必要的[1]。

2 混凝土桥梁产生裂缝的原因

2.1 温度变化

桥梁需面对各种天气变化，因此会受到温度影响。大体积混凝土桥梁出现裂缝，主要是由于热胀冷缩对桥体结构产生影响，这种变形会产生结构应力，如果超出桥梁的承受强度，很容易产生裂缝，对混凝土结构造成影响，威胁桥梁结构安全。裂缝产生的原因是温度变化，强烈的温差会造成桥梁位移，如果桥梁长时间出现位移变化，就会造成纵向位移，很容易产生温度裂缝。特别是北方地区温度变化较大，雨雪天气会直接引起桥梁的温度变化，对混凝土结构造成严重影响，其内外部温度变化较大，从而引发桥面裂缝。混凝土桥梁的日常养护工作十分重要，采用蒸汽养护方式容易使混凝土骤冷或骤热，导致混凝土内外温度不均匀，形成裂缝。如果在冬季施工，保暖措施不到位也容易造成混凝土开裂[2]。

2.2 材料质量方面

水泥是决定和影响混凝土强度的主要材料，在桥梁工程施工过程中不能只注重水泥标号，而忽略水泥材料其他方面的性能，要充分重视水泥体积的安定性。影响水泥材料体积安定性的因素主要是熟料中包含过多的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入过多石膏等，导致水泥材料表现出不均匀体积变化和结构膨胀性裂缝，降低混凝土结构质量，甚至引发质量事故。所以，必须加强水泥材料质量性能控制和管理，在加强标号选择的基础上充分重视水泥材料体积的安定性及其他方面的性能。砂材料因包含黏土、云母、淤泥、粉砂等有害物质而清洁性不良，上述有害物质黏附于砂表面后会妨碍砂与水泥材料的有效粘结，并影响和降低混凝土的强度；还会导致混凝土用水量增加，加速混凝土收缩，降低其抗渗性。在施工混合料拌和过程中，还应考虑砂的粒径和颗粒级配，若砂粒径过大，混合料和易性控制难度增大，不容易振捣成型；若砂粒径过小，会增加水泥用量，降低混合料强度。所以，对于粒径较大的砂，应适当掺加中砂和细砂对其空隙进行填充，降低其孔隙率和总表面积，以降低水泥浆用量，提升混凝土结构强度和密实性。碎石级配也是影响水泥用量和混凝土结构质量的主要方面。一方面，若针片状颗粒过多，混凝土强度必然会降低，混凝土构件遭受荷载后产生裂缝的可能性也较大，所以必须选择强度高、棱角多、表面粗糙的碎石，以使其与水泥材料较好粘结；另一方面，在进行梁板构件浇筑时，粒径与碎石级配也属于被忽略方面，本工程碎石级配选择较为随意，导致混凝土和易性较差。

2.3 荷载造成的混凝土裂缝

市政桥梁工程是城市的基础交通设施，这一工程的有效建设，能够保障人们的正常生产生活。而对于市政工程而言，其自身在投入运行的过程中，需要承担非常大的荷载量，若是超出桥梁本身能够承受的荷载范围，就有较大可能会造成混凝土裂缝问题。在市政桥梁工程的施工建设过程中，混凝土是其中非常常见的施工材料，而且这种材料的应用也比较普遍，具有较强的耐久性，但是混凝土自身承受作用的能力还是有限的，并且会受到外力的不良影响，以至于出现裂缝问题[3]。混凝土的受力结构主要分为直接应力与次应力这两种，在这两种作用力的影响下，混凝土很容易出现变形问题，若是混凝土能够承受的作用力值小于其所承受的荷载，就会产生裂缝，其中的裂缝也包括弯曲裂缝、剪切裂缝与局部应力裂缝等多种。

3 市政桥梁施工混凝土裂缝防治的有效措施

3.1 严格进行公路桥梁设计方案的优化

为实现公路桥梁施工中混凝土裂缝的有效控制，首先必须从设计环节入手，避免因设计方案不合理而形成更为严重的威胁，确保其能够为后续施工建设带来更为理想的指导和约束效果[4]。在设计方案的优化过程中，必须重点分析常见的问题和缺陷，尤其要注意对各种影响因素的分析，应保证方案具备较高的可行性。还需要全面考虑施工现场要求与设计方案的一致性，结合现场勘查结果的数据进行相关参数的设计，防止设计方案因随意处理形成明显的错误，从而产生质量隐患。另外，应确保设计方案数据参数的准确性，尤其要注意相关力学的数据计算，仔细对各项参数进行核对后方可进行设计优化，要重视整个公路桥梁工程项目的结构是否稳定，对于可能出现的倾斜或塌陷或结构应力等多方面的优化和完善。

3.2 重视对施工温度的管理

要严格按照施工工期作业，保证各项工作在施工计划内完成。如遇到极端天气，需要调整工期，应保质保量完成各项工作，避免出现人员中暑或冻伤问题。应重视对骨料的科学配比，使用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，加入塑化剂提高混凝土强度，降低水泥水化热和温差[5]。夏季高温天气，应对每层混凝土的厚度进行控制，尽量减少浇筑层面，这样才能更好地散热。在寒冷冬季进行作业时，应注意保暖，避免长时间暴露。通过埋设水管的方式可以达到冷水降温的方式，控制施工温度，这样也能够避免由于温差过大而产生的裂缝问题。在拆除模具时，也应该根据严格的施工规定对温度骤降产生的负面影响进行及时修补。比如在冬天施工时要积极采用覆盖措施，在运输混凝土时，可以借助一定的防晒措施避免发生水分流失现象[6]。此外，控制水泥入机温度也是缓解裂缝产生的重要举措。一般来说，温度控制在60℃以内最佳；而入模温度则一般控制在30℃以内，这样能够有效缓解温度对混凝土裂缝产生的催化作用。

3.3 合理控制桥梁的荷载

对于市场桥梁工程的建设过程而言，设计阶段占据着非常重要的位置，而且也会对桥梁工程的整体质量产生较大的影响。在对市政桥梁工程进行设计时，相关工作人员需要立足于整体，对桥梁工程的布局进行仔细地观察与研究，然后再结合实际情况对桥梁工程的施工建设进行科学规划，尤其要加强对桥梁内部钢筋布局的重视，确保钢筋能够得到合理的规划与应用，这样才能够提高桥梁荷载的安全系数，保证设计方案的有效性，避免桥梁在运行过程中出现超载的情况，使得市政桥梁工程能够保持良好的运行状态[7]。相关技术人员若想对桥梁的荷载进行有效控制，就需要结合位置的变化情况，采用合适的防控措施，以此获得良好的控制效果。另外，在对市政桥梁工程荷载进行设计时，相关设计人员还要对混凝土结构能够承受的荷载数值进行科学的计算，结合相关数据信息构建出合理的混凝土结构数学模型，然后再根据这一模型对混凝土所能承受的最大荷载值予以明确。此外，在对市政桥梁工程进行施工建设时，也需要注意避免裂缝的产生，施工人员应该加强对施工机械设备的重视，以免其对混凝土结构产生比较大的荷载，致使混凝土结构受到较大的压力，产生裂缝。而且在具体的混凝土施工中，相关施工单位需要结合实际情况，采用合理的措施，减少桥梁工程的负担，比如，要规定限重，不允许载重超标的车辆通过等，借助这些管控措施，实现对桥梁工程荷载的科学控制，防止桥梁工程混凝土结构因承受过大的荷载而出现裂缝问题[8]。

3.4 做好养护

开展覆盖养护作业时，需要尤其关注对面层的保护，防止混凝土面层出现损伤。针对裸露面积相对较大的情况，需要在收浆后选择土工布实施覆盖或洒水，借助于这样的方式来促进其抗裂性能的提升，防止早期裂缝的出现。混凝土养护过程中为保证养护作业质量需要做好以下几点质量管控工作：若环境温度低于5℃，需要选择覆盖保温的方式，避免选择洒水养护办法；混凝土养护所用水源要尽量和拌和水保持一致，如此可以有效增强养护效果，洒水养护的时间保持在7d左右，洒水次数根据天气状况予以确定，确保混凝土表面能够维持湿润；可选择土工布对其实施覆盖养护，这一过程中要确保覆盖的严密性，为避免非受力裂缝的产生，养护过程中应当严格落实保温工作[9]。

（1）养护工作是控制混凝土裂缝的核心手段，也是目前最主要的方法，因此，必须有针对性地采取洒水养护、辅助养护等养护措施。

（2）浇注养护主要是解决混凝土开裂的基本物理原因，可以有效缓解高温对其的不利影响。一般公路桥梁工程洒水养护的间隔时间不得超过3h，且洒水应做到均匀细致，保证混凝土构件充分浸润。若现场温度较高，则应控制喷雾间隔1-2h，反复喷雾，以防开裂。

（3）如果已经出现裂缝，可以采取紧急措施，如灌浆、充填等，避免重复建设，浪费人力物力。灌浆工艺是指通过灌浆使构件保持完整，一般采用环氧树脂作为主要材料，树脂可以灌注到0.05mm的裂缝中，还可以防止混凝土遭受的大部分化学腐蚀，效果更好。

（4）注意混凝土构件的干凝前保护，如施工现场交通压力大时，应在附近设置警示牌，并安排专人看管，防止人为破坏[10]。

4 结语

混凝土桥梁产生裂缝的原因多种多样，很可能造成严重后果。应对其进行深入研究，采取有效措施加以防范，避免裂缝对桥梁安全构成威胁。应加强对混凝土桥梁裂缝成因分析，提高防范意识，将裂缝问题控制在合理范围内，保证桥梁安全使用。施工单位应在施工前深入分析影响桥梁安全的主要因素，采用科学合理的施工工艺，做好充足的施工准备，落实安全施工措施，避免出现施工误差，确保桥梁使用安全。