有效防止桥梁工程裂缝的途径

【摘 要】本文分析了桥梁施工裂缝产生的原因，并提出了相应的裂缝防治措施，供广大技术人员参考。

【关键词】桥梁工程；裂缝；防治措施

兰渝铁路三标位于岷县镜内，海拔2700米，昼夜温差大，在桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。如何提高混凝土的外观质量减少裂缝亦成为建设单位，监理部门及施工企业要解决的重要问题。

1 桥梁施工裂缝产生的原因

1.1 由荷载引起的裂缝

由荷载引起的裂缝产生的原因在于施工过程中，不加限制地在构筑物上堆放施工机具、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。

1.2 由冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在一7℃、～8℃以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的主要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺人防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化成型。

1.3 由施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、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，可导致结构出现裂缝。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。拌和水或外加剂中氯化物等杂质量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，碱对骨料产生化学反应是引起构件产生裂缝的主要原因。

1.4 由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，若施工工艺不合理、施土质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。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：

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

（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。

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

（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。

（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，或因其他原因加大了水灰比，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 桥梁混凝土裂缝的施工防治措施

2.1 材料的控制

施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外，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。

2.2 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。

2.3 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；混凝土中加减水剂减少混凝土泌水，确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有：加强早期混凝土养护以降低混凝土中水份蒸发速率，方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿润养护。防止温差裂缝的措施有合理安排浇筑顺序及浇筑速度，在混凝土浇筑的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。防止干缩裂缝的措施有设计时布设足够的控制裂缝的分布筋，施工配合比设计时减小水灰比，尽量增加骨料用量、在骨料级配许可的情况下尽量增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿润养护。防止龟裂的措施有配合比设计时水泥用量不宜过多，振捣要密实而不过振，混凝土表面泌水及浮浆要及时清除并注意及时养护。

3 结束语

只要选择合格的材料，并改进现浇混凝土的施工工艺，根据混凝土主要技术指标及现场条件，选择合适的水泥和集料，并严格控制水灰比，就可以有效地控制由于施工材料质量而引发的裂缝。因此，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。而在使用和管理过程中，要进一步加强养护巡查和管理，及时发现和处理问题，确保桥梁的安全正常运行。

参考文献

[1]公路桥涵养护规范，北京：人民交通出版社，2004

[2]公路桥涵设计通用规范，北京，人民交通出版社，2004

[3]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，北京，人民交通出版社，2004