探讨混凝土桥梁裂缝的成因与预防

　　混凝土桥梁己在我国得到广泛的应用，它的施工方法、施工工艺与施工过程中都有其自身的特点。但是，相应暴露出来的质量问题也越来越多，其中，混凝土结构产生的裂缝问题，尤为突出，是一个迫切需要解决的技术难题。虽然理论上，结构裂缝是不可避免的现象，但通过施工中的技术管理措施，减少和控制裂缝是完全可能的。

　　一、常见的混凝土桥梁裂缝的成因

　　(一)材料选择不当形成裂缝。混凝土主要是由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。主要表现在以下几点：水泥安定性不合格、强度不足、水泥受潮或过期，导致混凝土强度不足，从而引起混凝土开裂;砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和用水量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大;拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。

　　(二)施工工艺问题导致的裂缝。在混凝土结构构件制作、运输、安装过程中，施工工艺不合理、施工质量较低，容易产生各种形式的裂缝。在现场浇筑混凝土时，重点注意振捣。漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生;混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝;

　　(三)温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生弯化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力，温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。由于年温差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;而日照和突然降温则是导致结构温度裂缝的最常见原因，主梁或桥墩面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。此外，在施工过程中大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内部温差太大，也容易致使表面出现裂缝。

　　二、桥梁混凝土裂缝的控制与预防措施

　　(一)设计措施

　　1.采取合理的结构形式和合理的分块。混凝土工程施工中如果允许设置水平施工缝，应根据温度裂缝的要求进行分块，且设置必要的连接方式。

　　2.合理布置分布钢筋:尽量采用小直径、密间距布筋，结构边缘处或变截面处需要加强分布筋，表面可以设置钢筋网片。

　　3.为防止钢筋产生锈蚀裂缝，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度。

　　(二)优选混凝土原材料

　　1.采用低水化热的水泥。由于矿物成分及掺加混合材料数量不同，水泥的水化热差异较大。铝酸三钙和硅酸三钙含量高的，水化热较高;混合材料掺量多的水泥水化热较低。为减小水泥水化热，降低混凝土绝热温升和混凝土内部温度，从而减小内外温差，应选用低水化热的水泥产品。

　　2.掺粉煤灰。可以用适量粉煤灰取代一部分水泥以削减水化热产生的高温峰值。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

　　3.骨料的选用。应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配，条件许可时，应尽可能使用粒径大的骨料。之所以这样，因为一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体，另一方面，采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占体积，能大幅度降低水泥用量，从而间接地降低水化热。

　　(三)温度的控制

　　1.改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管，通入冷水降温;规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化;施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。

　　2.合理地分缝分块，避免基础过大起伏;合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。

　　(四)采取合适的施工措施

　　1.浇筑方案。在混凝土施工过程中，为了有效降低混凝土的内外温差，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇注方案。全面分层浇筑是在第一层全面浇筑完毕后，开始浇筑第二层时，已施工的第一层混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑完成;分段分层浇筑，适用于厚度不大而面积或长度较大的工程，施工时混凝土先从底层开始浇筑，进行至一定距离后再浇筑到第三层，如此依次向前浇筑其他各层;斜面分层适用于结构的长度超过厚度的三倍的浇筑层，振捣上作从浇筑层的下端开始，逐渐上移，此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1: 3,以保证分层混凝土之间的施工质量。

　　在时间允许的条件下，可将混凝土结构采用分层多次浇注，施工层之间按施工缝处理，即薄层浇筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，应该注意的是分层浇筑的间歇时间。目前水工混凝土中遵循的原则是薄层短间歇，对施工缝的处理要求十分严格;而在桥梁混凝土施工中，由于体积相对较小，多采用一次性整体浇筑和全面分层多次浇筑。

　　2.振捣工艺。采用二次振捣技术，即是浇灌后的混凝土，在振动界限以前，给予二次振捣，改善混凝土强度，提高抗裂性，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，以减小内部微裂，增加混凝土密实度，从而可使混凝土抗压强度提高10-20%左右。

　　(五)混凝土养护

　　混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖)，防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。

　　三、结束语

　　在桥梁混凝土施工过程中，采用合理的设计措施，正确选择原材料，采用科学的施工措施，严格施工管理，就可以提高混凝土本身抗拉性能，减少混凝土裂缝的产生，保证工程质量。

　　参考文献：

　　[1]王铁梦。工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术，2000.

　　[2]牛紫龙，混凝土施工中温度裂缝的分析与控制，工程建设.

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文章名称： 探讨混凝土桥梁裂缝的成因与预防

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