浅谈桥梁的混凝土裂缝

摘 要：本文分析了混凝土桥梁裂缝产生的原因及处理和预防的措施。

关键词：混凝土；桥梁；裂缝

中图分类号： TV331 文献标识码： A

混凝土因为取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等诸多优点，成为桥梁工程中最主要的材料之一。近年来，随着我国大量混凝土桥梁的建设，有关裂缝的工程质量问题也浮出水面且屡见不鲜。为了加强对混凝土桥梁裂缝的认识，本文对其产生的原因及处理和预防的措施进行分析和总结。

1 相关概念

1.1 混凝土，简称“砼”，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土又称“水泥混凝土”或“普通混凝土”，是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按一定比例混合而形成的非均质脆性材料。

1.2 混凝土裂缝。由于混凝土本身和施工等多方面原因，会使其在终凝后出现微裂缝，这些微裂缝有时受到外界作用后会扩展，形成工程中常说的混凝土裂缝,使混凝土的强度和刚度削弱，严重时甚至会导致垮塌事故，所以必须加以控制。

2 桥梁混凝土裂缝产生的主要原因

2.1 施工材料的原因

桥梁施工中混凝土主要由水泥、拌和水、外加剂和砂、石骨料组成。

水泥强度不足、受潮或过期；含碱量较高；含游离的氧化钙含量超标。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高，影响碱骨料反应。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大；有机质过多；含有硫化物等。这些都会导致混凝土强度下降，产生混凝土裂缝。

2.2 混凝土本身的原因

在实际工程中，因为混凝土本身收缩所引起的裂缝是最常见的。主要有塑性收缩和缩水收缩。

塑性收缩。混凝土浇筑后4―5个小时左右，水泥水化反应激烈，水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，骨料因自重下沉，若受到钢筋阻挡，便会形成沿钢筋方向的裂缝。

缩水收缩。混凝土结硬以后，因混凝土表层水分损失快、内部损失慢，所以表面收缩大、内部收缩小，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

2.3 钢筋锈蚀的原因

现在桥梁多采用钢筋混凝土结构，钢筋与混凝土搭配增加了混凝土的承重能力，但是若钢筋表面氧化膜被破坏，其中的铁离子就会与侵入到混凝土中发生锈蚀反应，体积增长，产生膨胀应力，导致混凝土开裂、剥离。

2.4 施工工艺的原因

在钢筋混凝土施工过程中,若施工工艺不合理,施工质量低劣,就可能造成各种形式的裂缝。

例如：混凝土搅拌、运输时间过长；作业人员违规加水；混凝土振捣不密实、不均匀；模板刚度不够；混凝土终凝前乱踩或移动钢筋；拆模过早等都会造成不同程度的混凝土裂缝。

2.5 环境温度变化的原因

混凝土桥梁中是多数是大体积混凝土，依据热胀冷缩原理，当外部环境或结构内部温度发生变化，由于大体积混凝土内外部传热慢，所以其发生的变形大小存在差异，使其在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时就产生了裂缝。太阳暴晒、骤然降温或高温焊接、蒸汽养护的操作不当都会引起混凝土裂缝。

2.6 荷载作用的原因

混凝土桥梁在受拉区、受剪区或振动严重部位容易形成荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是由外荷载引起的直接应力作用产生的。设计阶段的漏算、错算、或考虑不周、处理不当、交代不清等；施工阶段的不规范操作、擅改施工顺序或结构受力模式、不做疲劳强度验算等；使用阶段的超载荷、车辆或船舶的碰撞等都是导致直接应力裂缝的原因。

次应力裂缝是由外荷载引起的次生应力产生的。在实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。在桥梁的凿槽、开洞、设置牛腿等位置，力流会绕射并集中在孔洞附近，引起裂缝。

2.7 不均匀沉降的原因

桥梁的地基土质不匀、松软，回填土不实或浸水造成的不均匀沉降会造成混凝土裂缝。究其原因可能是地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大；设计不合理；结构基础类型差别大；分期建造的新基础影响原地基；桥梁建成以后，原有地基条件发生变化等。

3 桥梁混凝土裂缝的处理方法

3.1 开槽法修补裂缝

当裂缝大于0.5mm时宜采用开槽法修补，用料为改性环氧树脂砂浆。

环氧树脂：聚硫橡胶:水泥：砂按20：6：25：56比例人工拌好。将混凝土裂缝凿好，洗净，吹干，再将拌好的改性环氧树脂砂浆嵌入到混凝土凿槽内。处理好后的2小时内用毛毡、麻袋覆盖改性环氧树脂砂浆，待完全初凝后，再用水养护。

3.2 低压注浆法修补裂缝

当裂缝宽度为0.2mm-0.3mm时宜采用低压注浆法。先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，再用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴，压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下，从一端到另一端逐个注浆。在注浆后半小时对每个注浆嘴再次补浆，从而保证浆液充满。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。

3.3表面覆盖法修补裂缝

当裂缝宽度小于0.2mm时采用表面覆盖法。常用的材料为：弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。

首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，再用树脂充填混凝土表面的气孔，最后用修补材料涂覆表面。

4 桥梁混凝土裂缝的预防措施

4.1 施工材料方面的预防措施

砂石选用级配优良、碱活性小，含泥量小的；水泥选用低碱的，避免早强水泥；外加剂选用低碱或无碱的；掺和料选用适合抑制碱骨料反应的；膨胀剂使用量要通过试验确定。

4.2 混凝土本身收缩方面的预防措施

改善骨料级配，降低水灰比；尽量选用干缩值较小、早期强度较高的低热水泥，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等；减少水泥用量，降低水化热，改善流动性；控制好混凝土的入模温度；采取措施减小内外温差，并做好温度监控；覆盖及时，确保混凝土早期不失水。

4.3 钢筋方面的预防措施

设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度；浇筑前对锈蚀钢筋做除锈处理；混凝土严格控制含氯盐的外加剂用量；浇筑时保证密实性，防止氧气侵入。

4.4 施工工艺方面的预防措施

合理安排混凝土浇注时间，避免混凝土浇筑工作间歇过长。在混凝土满足泵送要求下，严禁作业人员单纯为了摊扒便利而对混凝土进行额外加水。保护好钢筋的保护层，在混凝土初凝后严禁升钢筋纠位工作。采取有效遮盖措施保护工作面，防止表层失水。

4.5 环境温度方面的预防措施

对于大体积混凝土构建，应埋设散热孔，留设温度伸缩缝，加强混凝土养护，如遇特殊天气应采取措施保护混凝土。

4.6 荷载作用方面的预防措施

严格按设计、审批的方案及有关规范进行施工；混凝土浇筑后需及时养护，做好成品保护，不得多度堆放；避免过早拆模，敲击过重。

4.7 不均匀沉降方面的预防措施

夯实地基；防止地基被水浸泡；保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固；拆模时间不能太早，注意拆模先后次序。

5 结语

实践证明，在桥梁工程中混凝土裂缝问题是不可避免的，但只要严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，并在施工中采取有效的预防措施，就能将其危害程度控制在规定的范围内，从而确保桥梁工程的安全和稳定，达到工程的“百年大计”。

参考文献：

[1]陈晓东.浅谈商品混凝土结构裂缝的控制[N].泰州职业技术学院学报.2006-2

[2]何星华,高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].中国建筑工业出版社,2005

[3]张承杰.现浇混凝土结构裂缝的分析及预防[J].山西建筑,2006