摘要:混凝土橋梁發(fā)生裂縫的主要原因有以下幾種，如何采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施來(lái)克服和控制大的裂縫產(chǎn)生，是每一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)該深入探討的課題。本文結(jié)合對(duì)混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因分析，提出了混凝土橋梁裂縫的防治措施，以達(dá)到防范于未然的作用。

　　關(guān)鍵詞: 橋梁, 混凝土, 裂縫處理, 施工控制

　　0 引言

　　近年來(lái)，我國(guó)交通基礎(chǔ)建設(shè)飛速發(fā)展，混凝土因其取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風(fēng)化等特點(diǎn)也廣泛的應(yīng)用于橋梁建設(shè)中。但是混凝土抗拉能力差，容易開(kāi)裂，在橋梁建造和使用過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，以至影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌。所以我們必須對(duì)混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因有所了解，以方便設(shè)計(jì)、施工并找出控制裂縫的可行性方法，達(dá)到防范于未然的作用。隨著現(xiàn)代橋梁工程施工工藝的飛速發(fā)展,各種管理手段的不斷完善與加強(qiáng)，橋梁工程的內(nèi)在施工質(zhì)量已經(jīng)有了長(zhǎng)足的提高，外觀質(zhì)量已成為反映施工企業(yè)技術(shù)水平的最重要的一面，如何提高砼的外觀質(zhì)量減少裂縫亦成為建設(shè)單位、監(jiān)理部門及施工企業(yè)要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

　　1 橋梁混凝土裂縫分析

　　裂縫可分為結(jié)構(gòu)性裂縫及非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類型。其中結(jié)構(gòu)性裂縫可分為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性裂縫及施工結(jié)構(gòu)性裂縫; 非結(jié)構(gòu)性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長(zhǎng)期干裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

　　1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

　　設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裂縫是指設(shè)計(jì)時(shí)采用的結(jié)構(gòu)型式在荷載作用下必然會(huì)產(chǎn)生的裂縫，如非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板及非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁等。雖然在施工時(shí)針對(duì)這種形式設(shè)置了預(yù)拱，但在荷載作用下，預(yù)拱后梁底抗拉區(qū)的砼最終還是要開(kāi)裂的。非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁還在梁頂負(fù)彎矩區(qū)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的，但裂縫的寬度應(yīng)小于0.20mm或設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍，若超過(guò)這個(gè)范圍，那么裂縫就不正常了，就需要對(duì)其成因及安全性作進(jìn)一步分析和鑒定。

　　施工結(jié)構(gòu)性裂縫是指由于施工原因造成的結(jié)構(gòu)性裂縫，如預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫，普通鋼筋砼連續(xù)箱梁支架拆除過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫等等。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒(méi)按設(shè)計(jì)位置布置、錨墊板后螺旋盤沒(méi)有頂牢錨墊板、錨墊板砼不密實(shí)或砼強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范規(guī)定的張拉強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉等原因造成的; 普通鋼筋砼連續(xù)箱梁拆架過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫是由于落架順序不當(dāng)或落架時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的，因?yàn)橐宦?lián)箱梁落架不可能在瞬間完成，有一個(gè)從簡(jiǎn)支梁到連續(xù)梁的受力體系以接近設(shè)計(jì)受力體系的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，那么連續(xù)梁的負(fù)彎矩區(qū)在簡(jiǎn)支過(guò)程中梁底是肯定要產(chǎn)生橫向裂縫的。

　　1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

　　1.2.1 塑性裂縫

　　塑性收縮發(fā)生在施工過(guò)程中，混凝土澆筑后四到五小時(shí)左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)沁水和水分蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉,因此時(shí)混凝土尚未硬化稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，可達(dá)1%左右。在骨料下沉過(guò)程中若受到鋼筋阻擋便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装宸纸犹帲�因硬化前沉�?shí)不均勻?qū)�發(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時(shí)應(yīng)控制水灰比，避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實(shí)，豎向變截面處宜分層澆筑。

　　1.2.2 溫差裂縫

　　溫差裂縫，即由于混凝土自體的溫度變化及混凝土自體溫度與環(huán)境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產(chǎn)生的裂縫。由于早期混凝土構(gòu)件被模板等材料隔離，水泥水化所產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)到空氣中，故在初始24h 內(nèi)混凝土溫度將升高，過(guò)幾天后隨著熱量的散發(fā)混凝土將變冷，此時(shí)混凝土?xí)�產(chǎn)生收縮，這種收縮受結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋及外部模板等約束會(huì)使混凝土開(kāi)裂; 當(dāng)砼冬季施工時(shí)，由于砼散熱快，其內(nèi)部溫度較高，而表面溫度受環(huán)境影響變得較低，表面砼的收縮率大于砼內(nèi)部的收縮率，從而使表面砼產(chǎn)生裂縫。

　　1.2.3 長(zhǎng)期干縮裂縫

　　長(zhǎng)期干縮裂縫，即混凝土長(zhǎng)期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學(xué)的失水使砼體積縮小，當(dāng)縮小受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫。通常來(lái)講，干縮指混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，溫度逐步降低，混凝土體積減小。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮變形，受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力。

　　1.2.4 龜裂縫

　　龜裂縫，即砼表面形狀不規(guī)則的微細(xì)裂紋。它的產(chǎn)生一般是由于相對(duì)溫度低、模板的滲透性低、砼中水泥用量過(guò)大等原因造成的。侵害性裂縫是由于有害的化學(xué)反應(yīng)、混凝土中的鋼筋生銹等原因造成的。

　　2 橋梁混凝土裂縫的施工防治措施

　　2.1 材料的控制

　　施工工藝是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵、除施工的施工操作應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，對(duì)原材料(鋼筋、水泥、砂、碎石、水等) 都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)。對(duì)混凝土配合比應(yīng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在高溫下或雨后施工對(duì)砂、碎石應(yīng)進(jìn)行含水量實(shí)驗(yàn),及時(shí)調(diào)整施工配合比，確保混凝土的施工質(zhì)量。

　　2.2 溫度的控制

　　2.2.1 改善骨料級(jí)配，采用干硬性混凝土、加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量:拌和混凝土?xí)r用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度; 熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑硬度，利用澆筑層面散熱; 在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫; 規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化; 施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采用保溫等措施。

　　2.2.2 合理地分縫分塊，避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏; 合理地安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干縮。特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。因此施工中應(yīng)以預(yù)防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

　　2.3 防止施工工藝質(zhì)量低劣引發(fā)的裂縫

　　在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、拼裝及吊裝過(guò)程中，若施工工藝不合理，施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生各種裂縫，裂縫的寬度因產(chǎn)生的原因而異。比較常見(jiàn)的有:

　　( 1) 混凝土振搗過(guò)快，混凝土流動(dòng)性較低，在硬化前因混凝土沉實(shí)不足,硬化后沉實(shí)過(guò)大，容易澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,即塑性收縮裂縫。

　　( 2) 混凝土應(yīng)嚴(yán)格按配合比計(jì)量投料，拌和時(shí)間不應(yīng)小于1～2min，使和易性好，不離析，不析水，運(yùn)輸時(shí)間短，澆注時(shí)分層澆注，分層厚度不應(yīng)大于30cm。振搗時(shí)應(yīng)讓振搗棒插入前層5～10cm，振搗時(shí)間為1min 左右，直至排出氣泡為止。

　　( 3) 混凝土保護(hù)層過(guò)厚或上層鋼筋被踩壓變位，使承受負(fù)彎矩的受力鋼筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減少，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

　　( 4) 混凝土運(yùn)輸是混凝土施工過(guò)程中的一道工序，工具保證不滲露，不析水避免日曬雨淋，在運(yùn)輸過(guò)程中，混凝土不能離析，運(yùn)輸時(shí)間不應(yīng)大于30min，在高溫下運(yùn)輸應(yīng)及時(shí)檢測(cè)混凝土坍落度，以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失，并及時(shí)調(diào)整坍落度。

　　( 5) 混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不當(dāng)，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

　　( 6) 施工模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力的作用，使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。

　　( 7) 施工時(shí)拆模過(guò)早，混凝土強(qiáng)度不足，使構(gòu)件在自重或施工荷載作用下，產(chǎn)生裂縫。

　　( 8) 施工前對(duì)支架壓實(shí)不足，或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。以上問(wèn)題在施工中應(yīng)加以注意，可以避免裂縫的發(fā)生。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　在橋梁建造和使用過(guò)程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮，混凝土開(kāi)裂經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)混凝土橋梁裂縫的認(rèn)識(shí)，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫。因此，嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工和監(jiān)理，是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。