桥梁工程施工中混凝土裂缝控制探究

【摘要】随着桥梁工程建设的不断发展，形式各异的桥梁建筑越来越多。众所周知，混凝土在桥梁工程基础施工占中有举足轻重的作用，但是在桥梁实际施工中常常出现混凝土裂缝的现象，这会严重影响桥梁工程的整体质量，进一步分析混凝土裂缝产生的原因，从而减少桥梁工程中的裂缝程度，既可以保证整个桥梁工程建设的安全性，又可以确保桥梁的整体美观性。本文针对桥梁工程施工中混凝土裂缝控制进行探究，并根据实际施工情况提出一些具体的防范对策。

【关键字】桥梁工程；混凝土；防范措施；结构裂缝

1、前言

近几年，由于我国有关桥梁工程建设的管理体制在不断改革与完善，使得桥梁工程施工工艺在飞速发展，取得了诸多傲人的成果。目前桥梁工程的施工质量已经有了很大的进步，通常用外观的质量来衡量整个施工工艺的技术水平，可是在桥梁施工过程中，混凝土裂缝是经常出现的，这不仅会严重影响建筑外观美感还会有引发事故的可能性。怎样才能对桥梁施工中混凝土裂缝进行科学有效的控制，这是很多施工部门与监理单位迫切要解决的难题。通过将实际施工中出现裂缝形成的种类与混凝土理论相结合，对混凝土裂缝的特性进行探究，可以发现只要采取一系列合理的施工防范对策，就可以避免混凝土裂缝的产生。

2、桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因

混凝土工程材料的特性决定了结构容易形成裂缝，对以往的桥梁工程案例分析，混凝土出现裂缝的几率是极高的。前期出现的小裂缝对整个工程安全性并无大碍，但是随着时间的推移，裂缝程度会逐渐变大，就会影响到各个构件间结合度，从而降低了它们的耐久性与实用性。对裂缝产生的原因主要从以下几个方面进行探究。

2.1温度变化引起混凝土裂缝

当混凝土浇筑完成以后，会有一个逐渐硬化的阶段，在此期间，由于水泥水化伴随着大量热的产生，致使砼温度会迅速增高，相对来说混凝土表面散热是比较快的，这样就会形成内外温度的差别，温差的存在就会导致内外热胀冷缩的程度有差别，在混凝土中就会形成一定的拉应力。在此种条件下，混凝土必然会发生变形，如果受到外力约束，就会在结构内部产生应力，一旦这种应力超出混凝土的允许抗拉强度后就会形成裂缝。引起温度发生改变的原因主要有三个，分别是气温的改变、水化放热、混凝土早期养护不合理。

2.2混凝土自身收缩引起混凝土裂缝

混凝土由于结构特性，在其内部含有较多的空隙、粗孔以及细孔。在这些空隙中会含有一定量的水分，水分在其内部的活动将会影响原来的特性，就会出现混凝土收缩变化。可将混凝土自身的收缩进行细致的划分成以下几类：

2.2.1塑性收缩裂缝

混凝土自身的收缩主要表现在塑性收缩，它是整个桥梁工程产生裂缝的主要原因。当混凝土浇筑一段时间以后，水泥会发生剧烈的水化反应，分子链的重新构成过程中，会伴随着热量的释放，这就会导致空隙中的水分迅速蒸发，混凝土就会因失水而收缩，同时又会因为自重下沉，这两方面的原因就会产生混凝土自身塑性收缩。

2.2.2缩水收缩裂缝

当混凝土结硬之后，由于混凝土表面上水分蒸发，湿度会逐渐降低，混凝土的体积就会变小，这种现象就称为缩水收缩。在此过程中，混凝土因为外部表面积大水分会蒸发的较快，内部相对说比较慢，这样就会导致表面收缩量很大，而内部的收缩量不平均，表面的收缩就会受到内部的束缚，造成表面混凝土要附加应力，一旦表面混凝土所承受的拉力超出其允许抗拉范围后，在混凝土表面便会形成裂缝。

2.2.3自生收缩裂缝

自生收缩经常发生在混凝土硬化过程中，水泥与水之间发生水化反应，这种收缩不会受到外界因素的影响。其主要特点是大部分裂缝都属于表面裂缝、宽度比较小、裂缝交错复杂、裂缝形状无规律可循。

2.3荷载引起混凝土裂缝

2.3.1直接应力裂缝

直接应力裂缝指的是因外部载荷引起的直接应力引起的裂缝。其产生的原因有：第一，在设计阶段，计算模型不科学；结构受力假设与实际受力存在较大的区别；载荷分布少算或者漏算；结构安全系数取值不当；钢筋设置不足或是不知不合理等。第二，在施工过程中，不正确有序的安设各类施工工具的位置，不遵照设计的图纸严格施工，自行更改施工的工序。第三，在使用阶段，对路面行车没有合理的管理，导致桥体被重型车辆轧过、受车辆的撞击等。

2.3.2次应力裂缝

次应力裂缝指的是因外部载荷引起的次应力引起的裂缝。其产生的原因有：在建设施工中，次应力裂缝是造成载荷裂缝最主要的原因。次应力裂缝的受力性质属于张拉、劈裂以及剪切，其主要产生在受拉区、剪切区以及振动区。在实际施工中，有经验的工人可以通过对受压区出现起皮或有顺着受压力方向有短裂缝，来准确判断出承载力是否超出允许值。依据结构受力情况的差别，引发裂缝的特征有中心受拉、中心受压、受弯、受剪应力以及局部受压等。

2.4地基下沉引起混凝土桥梁裂缝

由于地基受力不均匀或水平方向的变形，致使结构中出现附加应力，当其超过混凝土允许的抗拉能力时，就会造成结构裂缝。影响基础沉降不均衡的因素有：第一，在设计前期，对实际场地的地质勘探精度不达标、试验的资料误差较大。在没有对基础资料充分掌握的条件下，就冒然设计图纸和施工，这必然会导致地基的不均衡下沉。第二，地基的地质差别过大。在不同的桥梁施工区域，地基就会受到不同的压缩力，这也会导致地基的下沉不均匀。第三，结构载荷之间存在很大差异。在地质情况不是很好的环境下，各个部分基础载荷之间的会差异很大，就会有可能导致地基的不均匀下沉。第四，桥梁的基础受地形条件制约，使得基础处于滑坡、溶洞以及其他断层等不佳地质条件下，很可能引起地基下沉不均匀。

2.5施工材料质量引起混凝土桥梁裂缝

桥梁施工材料主要包括水泥、砂石骨料、拌合水以及外加剂，它们质量的优劣直接关系着裂缝的产生。例如，水泥安定性不达标，在水泥中的氧化钙含量不符合规定，那么氧化钙的凝结过程就会变慢，当混凝土凝结好以后还会在继续发生水化反应，就会破坏已经硬化的混凝土，导致混凝土抗拉强度降低，产生裂缝。沙石粒径过小、孔隙率太大就会致使水泥与水搅合时用水量加大，将会影响混凝土的强度。严格审核施工材料是否符合标准，能有效的减少混凝土裂缝的出现。

2.6不规范操作起混凝土桥梁裂缝

在桥梁施工过程中缺少规范性的操作也会导致混凝土出现裂缝，在桥梁施工中要给予更多的关注。常出现的不规范错误有：踩踏结构上层负弯矩钢筋造成负弯矩钢筋保护层过厚；混凝土捣振不均匀产生漏振现象；对混凝土塌落度控制不够；混凝土早期养护方法不合理等。

3、减少桥梁混凝土裂缝的对策

3.1温度裂缝的防范对策

在选择水泥的时候尽可能用低热或中热的水泥，例如矿渣水泥和粉煤水泥；科学的控制水泥用量；降低水灰的掺合比例；合理改善骨料的配比，加入合适的减水剂来减少水泥用量、降低水化的热量；加强混凝土搅拌工艺的研究，有效降低混凝土浇筑时的温度；加强混凝土温度变化的监控工作，及时采取调节温度的措施。

3.2防止混凝土自身收缩的对策

3.2.1塑性收缩裂缝的防范对策

减少塑性收缩裂缝主要从以下几点来考虑：第一，尽量选取干缩值不大早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。第二，掌握好水灰的配制比例，可以加入减水剂来增加混凝土的塔罗度。第三，浇筑以前将基层和模板浇水保证湿透均匀。第四，在养化过程中要及时把混凝土表面进行覆盖，保证混凝土表面的湿润度。

3.2.2干缩裂缝的防范对策

第一，应该选用收缩量小的水泥，可以选用中低热类的水泥，可以有效降低水泥的使用量。第二，在对混凝土搅拌时，应该根据水泥型号掌控好水灰比例，适当加入一些减水剂。第三，加强混凝土早期的养护管理工作，合理的对混凝土的养护时间进行延缓。注意季节性变化，采取不同的措施对混凝土进行养护。第四，在混凝土结构中要设置适当的变形缝来适应热涨冷缩的影响。

3.3沉陷裂缝的防范对策

在施工方案设计以前，要进行细致的地勘工作，确保对施工场地全面了解；当软土或填土作为地基时，要进行夯实和加固的工作；确保模板要有一定的强度和刚度，能够使地基受力均衡；在混凝土浇筑的过程中，特别注意地基不可被水浸泡；模板拆除的时间要根据实际情况合理确定，在拆除时要严格遵守先后顺序。在滑坡、溶洞等不佳地点施工时，要提前采取防范措施。

3.4规范施工的过程

经上述原因得知不规范的施工会导致桥梁施工中混凝土形成裂缝，因此要严格控制施工的规范性。避免对面层负弯矩钢筋踩踏；保护钢筋保护层不受破坏；模板拆除过程要严格按照规范操作；箱梁支架的预压工作一定要准确到位；大型混凝土构件吊装工作前要听取专家的建议后方可施工。

4、结束语

总之，在桥梁施工中只要科学的控制每个施工环节，采取合理的防范对策就可以高效地控制裂缝的产生，能够提高工程的高质量，从而达到确保桥梁等建筑物和构件安全、稳定地工作的目的。这样才能为我国的建筑行业的发展建设做出更多贡献。