混凝土桥梁裂缝产生的原因及防治措施初探

摘要：在市政桥梁建设中，钢筋混凝土结构是常见的结构形式。具有价廉物美，施工方便，承载力大，可装饰性强的特点。但是，一旦混凝土结构出现裂缝，就会造成很大的负面影响和经济损失。

关键词：混凝土；桥梁裂缝；防治措施

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

一、混凝土桥梁常见裂缝形式

钢筋混凝土简支梁桥常见裂缝有网状裂缝、下缘受拉区的裂缝、腹板上的竖向裂缝、腹板上的斜向裂缝、运梁不当引起的上部裂缝、梁端上部裂缝、梁侧水平裂缝、梁底纵向裂缝。

预应力混凝土梁、悬臂梁和连接梁桥的常见裂缝有先张法梁梁端锚固处的裂缝、后张法梁梁端锚固处的裂缝、腹板收缩裂缝、悬臂梁剪切裂缝、悬臂箱梁锚固后接缝中的裂缝、底板裂缝、箱梁弯曲裂缝、连接梁弯曲裂缝、合拢浇筑段的裂缝、预应力梁下翼缘的纵向裂缝。

二、混凝土桥梁裂缝产生的原因

混凝土产生的裂缝原因比较复杂,主要原因还是由于混凝土内部应力和外部荷载作用以及温差、干缩等因素作用下形成的。主要原因有四方面：

（一）由非荷载效应引起的裂缝。

1、混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形，如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，一旦应力超过混凝土的抗拉强度就会产生温度裂缝，在一些大跨径的钢筋混凝士桥梁中，温度应力甚至可以超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会随着温度的变化而变化。

2、混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。

3、由混凝土的碳化引起的钢筋锈蚀膨胀裂缝是应予重视的又一类裂缝。钢筋因锈蚀而体积增大,将混凝土胀裂而形成沿钢筋长度方向的纵向裂缝,其特点是先锈后裂,一旦出现问题就十分严重。

4、混凝土的徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。据文献记载受弯构件截面混凝土徐变,会使构件的变形增大2~3倍,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布,在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。

（二）荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝，可分为直接应力和次应力裂缝两种。

（三）施工质量引起的裂缝。一是与材料性质有关的因素，如水泥的反常凝固，混凝土的离析与泛浆，水泥的反常膨胀，骨料中含有泥土，使用了反应性骨料或风化岩、混凝土干燥收缩。二是与施工有关的因素，如混合料搅拌不均匀，搅拌时间过长，用泵压送时水泥量及用水量的增加，灌注顺序的差错，灌注速度太快，振捣不充分，配筋混乱，保护层厚度不够，施工缝处理不当，模板变形，漏浆，支架下沉，脱模过早，硬化前受振动和荷载作用，初期养生中急剧干燥，养生初期冻害。在桥梁混凝土的结构浇筑、预制构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中，如果施工工艺不合理、施工质量低劣，易产生纵向、横向、斜向等各种形式的裂缝，特别是细长的薄壁结构更易出现。

三、保证混凝土质量及控制裂缝的措施

综上所述，桥梁混凝土产生裂缝的主要原因可以归纳为以下三个大的方向：温度、收缩及抗拉，在施工过程中可以通过以下措施控制混凝土裂缝的产生。

（一）混凝土施工的质量保证措施：

（1）选择合适的水泥和严格控制好水泥用量。优先采用525R， 425R普通水泥等高标号水泥，减少水泥用量；

（2）严格控制骨料级配和含泥量。粗细骨料的用量是影响混凝土质量的重要因素粗细骨料占混凝土体积的80%左右,所以要控制砂石用量。粗集料宜用表面粗糙,质地坚硬、级配良好、空隙率小、无碱性反应,有害物质及黏土含量不得超过规定要求。细骨料宜用颗粒较粗,空隙率小、含泥量较低的中砂。

（3）选择适当的外加剂和合适的配合比。配合比设计时宜应采用低水灰比,低用水量、以减少混凝土的收缩。

（二）混凝土施工的温度控制措施：为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度应力的措施有以下几种：

（1）拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

（2）延长混凝土的搅拌时间,搅拌要均匀；

（3）夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

（4）严格控制混凝土的入模温度。

（5）合理掌握拆模时间不能过早。

（三）加强混凝土的早期养护：大量实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的，寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝，因此混凝士的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度；

（2）防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；

（3）防止老混凝土面的过冷，以减少新老混凝土间的约束。

四、 裂缝修补

在出现不影响桥梁正常使用和结构安全的裂缝时，可以进行修补。根据裂缝的形式和深度可以采取以下方法：

（一）表面裂缝可以表面涂浆，即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆，也可采用环氧胶泥进行表面涂抹，并为了满足防腐需要，在裂缝涂浆后，采取刷漆措施。有些时候，表面修补完成后，往往由于应力的存在，使得混凝土裂缝继续开裂，此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布，确保裂缝修补完整。

（二）当裂缝较深时，必须采用灌浆法进行处理，采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中，浆质料随着时间的推移，会达到硬化，硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体，避免的裂缝的存在，并具备一定的密封性能。浆质材料通常有很多种，在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物，对于裂缝比较严重的，可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。

（三）嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法，即在混凝土的裂缝处开槽，在开好的槽内填充止水材料，这样既可对裂缝进行封堵，有利于裂缝外观的平整。

五、结论

在桥梁施工中，混凝土裂缝是常见的问题，然而，裂缝的产生对桥梁寿命的影响是巨大的。必须在施工中，全面分析裂缝产生机理，控制施工温度，对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施，这样才能确保桥梁质量。

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