浅析造成桥梁施工裂缝原因及防治措施

摘要：桥梁施工中出现裂缝会严重影响施工的质量，如果采取合理的设计和措施，裂缝问题是可以避免的。本文将对桥梁施工中出现裂缝的原因及相应的防治措施展开全面的探讨。

关键词：桥梁施工；裂缝；形成原因；防治措施

Abstract: The crack will seriously affect the quality of bridge construction; the crack problem can be avoided if to take reasonable design and measures. The paper discussed the causes of cracks and the corresponding control measures.     Key words: bridge construction; cracks; causes; prevention and control measures

1 桥梁施工裂缝的概述

混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm），一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。我国现行公路、铁路、建筑、水利等部门设计规范均采用限制构件裂缝宽度的办法来保障混凝土结构的正常使用。近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，确保工程质量。

2.桥梁施工裂缝形成的原因

2.1荷载引起的裂缝。荷载裂缝产生的原因在于施工过程中，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装，不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

2.2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变化，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。引起温度变化的主要施工因素有： (1)水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土(厚度超过2．0m)浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料人模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。 (2)蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

2.3收缩引起的裂缝。在工程实际中，混凝土因为收缩而引起的裂缝是最为常见一种。塑性收缩和干缩是混凝土收缩种类中使凝土体积变形的主要原因。

2.4施工工艺质量引起的裂缝。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，细长薄壁结构容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

2.4.1混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

2.4.2混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

2.4.3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，既塑性收缩裂缝。

2.4.4混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

2.4..5混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

2.4.6用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加．使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

2.4.7混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小。或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

2.4.8混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

2.4.9施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形．产生与模板变形一致的裂缝。

2.4.10施工时拆模过早．混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

2.4.11施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

2.4.12安装顺序不正确．对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

2.4.13施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降，导致结构开裂。

3. 桥梁施工裂缝防治措施

3.1设计防裂控制措施。为尽量避免荷载裂缝的出现，从设计阶段就要开始入手。设计时要尽量多考虑避免结构的突变或断面的突变；但有时在条件的限制下，结构突变不可避免，这时应做好某些细部的处理，常见的有把转角处做圆角，突变处做成渐变的形式，同时加强构造配筋或斜向钢筋等。增加构造配筋提高混凝土的抗裂性，用以防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝，尤其施工物属于薄壁结构。设计中应严格按照规范要求控制裂缝宽度，用以防止钢筋锈蚀引起的裂缝，施工单位常会采用足够厚的保护层或使用防腐混凝土。

3.2材料的控制。施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验．在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

3.3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；规定合理的拆模时问，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。

3.4非结构性裂缝防止措施。防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行 科学 设计、严格施工．对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；砼中加减水剂减少砼泌水，确保砼保护层厚度、砼施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期砼养护以降低砼中水份蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿养护。防止温差裂缝的措施有合理安排砼浇注顺序及浇筑速度，在砼浇注的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温．冬季施工时砼表面应覆盖保温。

总之，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在桥梁施工过程中，只要选择合格的材料，并改进现浇混凝土的施工工艺。根据现场条件，混凝土的技术指标，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生。而在使用和管理过程中，相关部门要进一步加强养护巡查和管理，及时发现和处理问题，确保桥梁的运行安全。

参考文献：

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[2]郭耀富.浅析桥梁施工过程中裂缝的成因.中国科技纵.2010.

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