混凝土橋梁裂縫的成因探析

齊磊

摘 要：混凝土是當今建筑工程應用最廣的原材料之一，其價格合理，抗壓強度高，可以澆筑成為各種形狀，而且不易風化，養護費用低。但是企業存在缺點，就是抗拉能力較差，容易產生裂縫，現就對混凝土裂縫的成因進行分析，提出有效的解決對策。

關鍵詞：混凝土；橋梁工程；裂縫成因；控制對策

前言

近年來，我國的交通基礎建設迅速發展，混凝土橋梁不斷涌現，但是在橋梁建設與使用過程中常常會出現坍塌現象，影響橋梁的使用效果，必須要采取一定的措施加以控制與管理，提高道路橋梁的使用性能，延長使用壽命。從實際工程管理中不難看出，導致混凝土結構裂縫的因素很多，一些裂縫是由多種因素共同作用的結果。根據裂縫產生的原因可以將其歸為以下幾類。

1 荷載產生的裂縫及防治對策分析

常規下靜、動次應力下導致的裂縫為荷載裂縫，主要分為直接應力裂縫與次應力裂縫兩種。

1.1 直接應力裂縫產生的原因

首先，在工程設計過程中，結構計算出現誤差導致模型不合理，結構受力假設與實際發生出入，荷載被算錯等等都會導致直接應力裂縫。

其次，在工程施工過程中，隨意堆放工具、材料，對結構的受力特征不了解，隨意翻身、起吊、運輸與安裝，沒有按照圖紙施工等也會導致直接應力裂縫的出現。

最后，在使用過程中，超出荷載的運行，受到車輛、船舶的接觸、撞擊，或者是風、雪等自然災害，也可能導致橋梁裂縫。

1.2 次應力裂縫產生的原因

首先，在設計外荷載的作用下，有余結構物的實際工作狀態與常規計算存在偏差，導致借故開裂。

其次，橋梁的設計難度較大，常常需要開洞、設置牛腿等，常規計算無法達到這一模擬計算的要求，都是憑借經驗完成的，導致計算存在偏差，一旦處理不當，就會導致裂縫的出現。

在工程實踐中，次應力裂縫是最為常見的荷載裂縫，其實隨著現代化計算手段的不斷完善，次應力裂縫是可以避免的，只要提高管理人員的計算水平，在設計上，盡量避免結構突變，必要的情況下做好局部處理工作。

1.3 解決荷載裂縫的對策

針對荷載問題，可以采取必要的措施，防止荷載裂縫的出現，關鍵是避免中心受拉、受壓、受彎；同時也要避免受剪、受扭與沖切，更要避免局部受壓問題的出現，唯有如此，才能避免荷載裂縫。

2 溫度裂縫

2.1 產生溫度裂縫的原因

溫度裂縫是混凝土最常見的的裂縫之一，由于混凝土具有熱脹冷縮的特點，一旦外部溫度環境發生變化，混凝土就會變形，產生內應力，一旦應力超過混您凝土強度就會 導致溫度裂縫。溫度裂縫最主要的特征就是隨著溫度變化呈現擴張與合攏。

導致溫度變化可能時由于四季間溫度的變化，影響橋梁結構的縱向位移，但是相對影響十分緩慢；日照也會影響混凝土的溫度，如果受到暴曬部位的混凝土，局部拉應力就會增加，就會導致裂縫出現；同樣驟然的降溫也會導致混凝土裂縫的出現。除此之外，水化熱、蒸汽養護或者施工不當等等都可能導致溫度裂縫，總之，溫度的變化就可能導致混凝土裂縫的出現。

2.2 防止混凝土溫度裂縫的對策

要想防止混凝土溫度裂縫，關鍵是控制好施工溫度，包括骨料級配的改變，材料的選擇等。同時，還要加強混凝土的早期養護工作，避免內外溫差的變化，使混凝土的溫度適中。

3 收縮裂縫

3.1 收縮裂縫的分類及原因

收縮裂縫較為常見，主要分為體積變形收縮與自主收縮和炭化收縮。體積收縮可以分為塑形收縮與干縮兩種。

塑形收縮主要發生在施工階段，在澆筑混凝土之后的4-5小時之后，此時水化反應十分激烈，分子逐漸形成，混凝土會由于失水收縮，骨料也會由于自重下沉，混凝土還未硬化，因此稱其為塑形干縮。干縮是指混凝土結硬之后，隨著水分蒸發，溫度降低，體積減小，導致干縮。自主收縮是其在硬化過程中，水泥和水發生反應，不受外界濕度影響，可能收縮也可能膨脹。

炭化收縮就是指大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生反應導致的收縮變形，只有在濕度50%的情況下才會出現炭化收縮。

3.2 防止收縮裂縫的對策

從其影響因素來看，影響混凝土收縮裂縫的原因很多，可能時由于水泥的品種，骨料、水灰比、外摻劑、養護方法等。對此，要想防止收縮裂縫就需要做好這幾項工作，包括選好原材料，控制好比例，保證添加劑的質量，做好養護工作等等，唯有如此，才能更好地保證混凝土的質量，保證建筑工程的質量。

4 地基變形導致的裂縫

4.1 產生的原因

由于基礎豎向不均勻沉降或者水平方向發生位移，使結構中出現附加應力，超出抗拉范圍，導致裂縫的出現。從其產生原因來看，主要是由于對施工的地質環境認識不夠，或者是由于勘察的精度不夠、試驗的次數不足，地基的地質差異很大等都會導致地基變形裂縫的出現。

4.2 防止地基變形裂縫的對策

要想避免地基基礎變形導致的裂縫，關鍵是要了解地質情況，保證材料的充足，在勘查報告中必須要根據實踐來寫；減小結構的荷載差異；盡量一次性完成施工，不要分期施工，造成不利影響。總之，就是要加強施工管理，提高管理對策，加強管理效果，提高管理效率。

5 鋼筋銹蝕導致的裂縫

5.1 鋼筋銹蝕裂縫的成因

顧名思義，就是鋼筋腐蝕而導致的裂縫，而導致鋼筋腐蝕的原因則由于混凝土的質量差或者是保護層的厚度不足，保護層受到二氧化碳侵蝕的影響，使周圍混凝土的堿性降低，或者是氯化物介入，鋼筋周圍氯離子的含量較高都可能破壞鋼筋表面的氧化膜。鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2～4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫。

5.3 防止鋼筋銹蝕裂縫的對策

要想防止鋼筋銹蝕關鍵是在設計階段必須按照規定控制裂縫的寬度，使用足夠的保護層厚度；在施工階段要控制好混凝土的水灰比，加強振搗、保證其密實性，防止氧氣入侵，同時要嚴格控制好含氯鹽的外加劑使用量，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

6 其他裂縫

除了前面提到的幾種比較具有代表性的裂縫，還有凍脹導致的混凝土裂縫，施工材料使用不當導致的裂縫或者是施工工藝水平不足而產生的溫度裂縫，這些裂縫同樣會影響混凝土的使用功能，對此，必須要引起足夠的重視，根據各自不同的特征采取不同的對策加以控制，避免裂縫過大而導致更大的危害，影響工程的質量。

從其產生原因來看，凍脹主要是由于大氣溫度過低，吸水飽和的混凝土出現冰凍，體積膨脹，產生膨脹力，導致凍脹裂縫。因此，要加強管理，避免溫度影響，改善凍脹裂縫的情況。施工材料導致的裂縫關鍵就是控制好原材料的質量及配合比，不合格的材料嚴禁進場，同時要控制好外加劑與水的使用量，降低負面影響，提高混凝土的質量。施工工藝裂縫近年來出現較為頻繁，可能是由于振搗不實，也可能時由于澆筑太快，或者是初期的養護急于干燥，或者施工時拆模過早，支架壓實不足等原因都可能產生裂縫，針對這一問題，關鍵是加強施工人員的管理，提高施工水平，改善施工工藝，促進施工質量的提升。

7 結束語

一座橋梁架起了你我之間的聯系，但是這座橋梁從設計到使用經歷了諸多的步驟，這里有設計人員的靈感，也有施工人員的艱辛，更有管理人員的心血，因此，不論任何一個環節出現紕漏，都會導致橋梁的使用功能降低，因此橋梁裂縫。因此，就要求從設計到施工及監理部門，要加強管理，提高結構的安全性，及時發現問題，解決問題，保證工程質量，盡可能延長橋梁的使用壽命。