道桥工程中的裂缝防治措施

摘要：在道桥建筑和使用阶段，混凝土经常出现裂缝现象。工欲善其事必先利其器。要想防治道桥工程的裂缝，必须先了解道桥工程裂缝产生的原因，混凝土的特点，才能对症下药，找出裂缝的防与治的好对策。才能达到防患于未然的目标。

关键字：混凝土；裂缝；防治

引言：我国公路桥梁事业在不断发展中，如何保证桥梁工程的安全性能，降低养护费用成为目前公路桥梁事业的重要课题之一。本文主要探讨的是道桥工程中裂缝产生原因与防治措施。

一、混凝土特点

混凝土是道桥工程中最常使用的材料。所以我们需要先了解混凝土的特点。

混凝土取材广泛，价格实惠，抗压强度高，可以随意浇筑成各种形状，养护费用低，是建筑结构中使用最为广泛的一种建筑材料。通过大量的工程实践与理论分析表明，混凝土结构件都有裂缝，只是裂缝大小的问题，有的裂缝很小，肉眼几乎看不到。细微的裂缝并不会影响到混凝土的正常使用与安全性能。这些情况可以表明混凝土的缺点是抗拉能力差，很容易发生裂缝。某些裂缝在外部荷载力的作用力，会不断扩大和继续产生更多的裂缝。降低了混凝土的强度与耐久性。影响了建筑物的正常使用，甚至会发生坍塌事故。

二、道桥工程产生裂缝的原因

2.1荷载引起的裂缝

外荷载引起的裂缝可以分为两种：直接应力裂缝和次应力裂缝。

直接应力裂缝产生原因有：道桥设计计算阶段，设计员计算结构时漏掉部分或者计算模型不合理，荷载漏算，结构尺寸选择不当；施工阶段，施工人员在没有了解预制结构受力情况，随意堆放施工设备等，或没有按照设计图纸施工；道桥投入使用阶段时，过桥车辆超出设计载荷。当然恶劣的天气环境，例如暴雨、地震、海啸等也会引起桥梁裂缝。

次应力裂缝产生原因有：道桥结构物的实际工作状态与常规公式计算的结果有出入，在设计外载荷作用下，引起了道桥某些结构开裂；桥梁工程结构体需要开洞、设置牛腿等，实际受力情况与设计图纸中的模拟计算结果也有出入，易引起裂缝出现。

2.2水分收缩引起的裂缝

现实情况下，混凝土裂缝多是由水分蒸发或者保湿不当引起的，有塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和炭化收缩。

施工过程中，在混凝土浇筑大约四小时后，水泥水发生激烈的化学反应，水分急剧蒸发，混凝土会发生的失水收缩成为塑性收缩。混凝土硬结后，表层水分慢慢蒸发，内部湿度降低，引发混凝土体积减小，引起的混凝土收缩成为缩水收缩。自生收缩的发生与外界湿度没有关联，它是混凝土结硬过程中，水泥与水发生了化学反应。炭化收缩是由于空气中的二氧化碳与水泥中的成分发生化学反应而引起的混凝土收缩。炭化收缩发生量比较小，只有湿度在50%的情况下才会发生。

2.3地基引发的裂缝

地基下沉或者水平方向位移，引发结构产生的附加应力超出混凝土结构的抗拉能力范围，导致道桥结构开裂。

道桥工程考察前期，对地质勘察不够仔细，考察资料不准确，没有充分掌握地区地质特点等原因都会发起地基变形。冻土也会影响地基沉降或水平位移，道桥工程使用阶段，外部荷载力也会引发地基变形。

2.4温度引发的裂缝

温度变化因素有：年平均温差引起的均匀温差；日照引起的昼夜温差；季节引起的温差；蒸汽养护或施工时措施不当引起的温差；不可抗拒力引起的温差。温差会导致混凝土的强度发生变化，导致钢筋与混凝土之间的粘结力下降，影响到道桥结构的稳定性。

2.5施工工艺不当引发的裂缝

混凝土结构件的制作、运输、安装过程中，施工工艺不符合道桥工程特点，施工质量没有保证，混凝土结构件容易产生多种裂缝。施工工艺不当导致的裂缝有以下原因：支架没有达到预期压实情况，或者其刚度不满足建设条件，在浇筑混凝土后，支架不堪重负，发生下沉现象。模板刚度不达标，浇筑混凝土的时候，也会引发模板变形。混凝土运输距离过长、运输时间长，蒸发的水分量超过了预期，从而引发混凝土坍落度过低。混凝土浇筑速度过快，会发生混凝土硬化前沉实不足，硬化后沉实过大的情况。总之施工工艺质量低有多种多样的原因。

三、裂缝防治措施

3.1控制荷载引发裂缝的方法

控制直接应力裂缝常用到的方法有：1)设计员需要多角度，多方面，整体地分析道桥结构特点与受力状态，建立符合实际情况与实际受力情况的计算模型，同时运用多种结构计算方法，并进行比较，争取做到结构力计算准确，更加符合实际受力情况，减少误差。2)施工单位在施工前中，加深对设计图纸的了解，树立正确的施工方向与意图，施工过程中，严格按照设计图施工，而不是凭施工者主观意图行事。3)桥梁使用过程中，加强过往车辆管理，严厉禁止过载车辆通过。做好桥梁的养护与修理工作。

控制次应力裂缝的方法：1)在混凝土结构开洞、开槽处等结构突变处设置足够数量的抗裂钢筋，增加抗拉能力。2)设计员在拟定结构尺寸时，应尽量减少结构形状的突变，从而减少结构形状突变引发的次应力。3)设计员需要计算出混凝土收缩现象引发的次应力。

3.2控制水分引发裂缝的多种措施

针对之前提到的多种混凝土收缩裂缝产生的原因，我们可以采取以下几种措施控制收缩裂缝：1)钢筋材料选择方面，在满足受力要求的情况下，设计员可以尽量采用直径短点的受力钢筋。2)水泥材料选择方面，工程可以尽量采用普通水泥或者火山灰水泥等收缩性能比较差的水泥，从根本上减少混凝土的收缩力度。3)骨料选择。桥梁工程应尽量选择粒径大、吸水性小的骨料。因为骨料品种与级配也是影响混凝土收缩裂缝的主要因素之一。4)混凝土保养方面。工期结束后，仍需要加强混凝土养护工作，需要定时浇水，延长混凝土材料寿命。

3.3控制地基引发裂缝的方法

首先，我们需要加强地质勘查工作，多设置几个地质勘查点。勘查点不能局限在一个范围，需要具有一定的代表性。勘查深度也需要满足设计要求。其次，地基桩基础的选择需要根据实际地质情况而定，需要把基础不均匀沉降列入荷载考虑范围内。

3.4控制温度引发裂缝的方法

我们在道桥工程前期，认真考察当地气象资料，并做好相关分析。解决水化热引起的裂缝，我们可以尽量选择水化热低的水泥品种，减少骨料入模板温度，以便于减低混凝土内外温差。日照和骤然降温属于天气正常变化，超出了人类控制范围内。所以我们只能尽量通过采取相关措施，降低天气引发的温差，例如，在经过夏日高温度日照后，定时喷水防护混凝土等。

3.5控制工程工艺不当引发裂缝的措施

控制施工裂缝，我们可以采取以下措施：1)严格要求模板和支架的刚度、强度达到设计要求。它们不可以存在质量问题。2)需要严格控制混凝土运输时间、运输距离、搅拌时间。3)加强对施工人员相关技术培训。4)只有混凝土强度达到设计要求的情况下，才可以拆模，并且拆模作业要规范，将混凝土受到的外界力降低至最低化。同时保证混凝土受力均匀。5)混凝土结构件在运输、过程中，各件之间应设有垫木，减少运输振动产生的碰撞力、颠覆力。尽量避免混凝土结构件在安装前破损或者产生更多更大的裂缝。

四、小结

道桥工程中的裂缝产生原因多种多样，要想从根本解决问题，我们必须严格按照国家相关规定、技术标准进行工程设计、监理工作。保证道桥工程的质量。在使用阶段，我们也需要做好后续工作，加强巡查工作。

参考文献：

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