橋梁混凝土裂縫成因及應(yīng)對策略分析

一、橋梁混凝土裂縫成因分析

1、溫度裂縫

溫度裂縫是橋梁工程混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。混凝土與其他物質(zhì)一樣具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)混凝土受外部環(huán)境或內(nèi)部因素的影響產(chǎn)生溫度變化時，若受到外部結(jié)構(gòu)的約束，就會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生影響的應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)部用力大于混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度時，就產(chǎn)生了溫度裂縫。

2、荷載變化引發(fā)的裂縫

若混凝土受到不當(dāng)?shù)撵o力荷載、動力荷載或次應(yīng)力頻繁荷載時，會造成混凝土表面裂縫。這種裂縫通常包括以下幾種：彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫、局部應(yīng)力裂縫。以上各種荷載裂縫的產(chǎn)生原因與表現(xiàn)形式、產(chǎn)生部位均有所差異，通常發(fā)生在橋梁受拉力、剪應(yīng)力較大以及振動較為顯著的部位，對橋梁穩(wěn)定性與耐久性有著較大的危害。

3、凍脹裂縫

當(dāng)氣溫低于零度時，混凝土內(nèi)部水分會產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象，當(dāng)游離態(tài)的水變成固態(tài)的水時，其體積會產(chǎn)生膨脹，膨脹幅度大約在10%左右，水的膨脹會造成膨脹應(yīng)力，對混凝土構(gòu)件產(chǎn)生不利的影響。此外，混凝土內(nèi)部凝膠孔中的水分會因

凝固而產(chǎn)生轉(zhuǎn)移與重新排列，進(jìn)而造成滲透壓，滲透壓作用下混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力會進(jìn)一步增大，造成混凝土強(qiáng)度下降并產(chǎn)生裂縫。凍脹裂縫通常發(fā)生在混凝土初凝階段，通常會對混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定性、安全性與外觀質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，會使混凝土凝固后的強(qiáng)度減少30%"～"50%，因而在環(huán)境溫度較低時，橋梁施工中應(yīng)格外注意混凝土構(gòu)件的保溫工作。

4、施工材料因素引發(fā)的裂縫

橋梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑等等。若混合料原材料質(zhì)量不合格，會嚴(yán)重影響混凝土機(jī)構(gòu)的施工質(zhì)量。例如，若所選砂石粒徑太大或太小、配率不良、會導(dǎo)致混凝土材料空隙率過大進(jìn)而導(dǎo)致水泥和攪拌水的用量增加，進(jìn)而使混凝土凝固過程中水化熱增大，從而降低混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，造成裂縫的產(chǎn)生;如果混凝土材料中砂石中云母等礦物質(zhì)的含量超標(biāo)，會直接減弱水泥和骨料物質(zhì)的粘結(jié)力，并降低混凝土的強(qiáng)度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高，會使拌合過程中水的用量增加，直接影響混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性;如果混凝土材料中的有機(jī)質(zhì)含量偏高，會造成混凝土硬化時間延長，影響混凝土強(qiáng)度，引發(fā)早期裂縫。

二、橋梁施工裂縫的處理措施

1、設(shè)計防裂控制措施

從設(shè)計階段入手來盡量避免荷載裂縫。設(shè)計是應(yīng)避免結(jié)構(gòu)的突變或者斷面的突變。在結(jié)構(gòu)突變不可避免的情況下應(yīng)做好某些細(xì)部的處理，例如將突變處做成漸變的形式，將轉(zhuǎn)角處做成圓角的形式。為了防止混凝土受溫度變化引起的裂縫，可以增加構(gòu)造配筋來提高混凝土的抗裂能力。設(shè)計時必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范對裂縫寬度控制的要求。

2、施工質(zhì)量的控制

由施工質(zhì)量引起的裂縫發(fā)生率高達(dá)95%，合理的施工方案對預(yù)防和控制裂縫有關(guān)鍵的作用。施工方案包括確定澆筑量、澆筑時間、施工縫的間距和位置、施工順序等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，應(yīng)設(shè)置在變截面處或者受拉、彎、剪應(yīng)力最小的位置。此外，也應(yīng)注意水平施工縫留設(shè)位置，一般情況下，應(yīng)留在變截面處或設(shè)在混凝土的受壓區(qū)并遠(yuǎn)離鋼筋受拉部位。如果在施工期間對裂縫加以控制，在使用期間開裂的可能性將大大減小。

3、規(guī)范施工過程

施工過程中的各項操作也會對其質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，具體可以分為以下兩點(diǎn)：①充分振搗"分層澆筑混凝土的過程中，分層的厚度均需要保持在振動棒的"1.25"倍以內(nèi)。振搗的過程中，需要將其插入下一層中，深度約為"55cm"左右避免上下層之間出現(xiàn)接合縫隙縫。另外還需要在下層混凝土尚未初凝的條件下進(jìn)行上層混凝土的振搗，振搗需要均勻，全面，避免出現(xiàn)遺漏的位置;②設(shè)置保護(hù)層"設(shè)置混凝土保護(hù)層主要是保護(hù)鋼筋，防止其暴力在空氣中受到風(fēng)化或者腐蝕。在確認(rèn)混凝土保護(hù)層的厚度時，需要測量縱向鋼筋外緣到混凝土表面之間距離的最小值，將其作為其厚度，并結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的耐久性及受力鋼筋的錨固情況等，適當(dāng)調(diào)整期厚度，保護(hù)混凝土，避免受到環(huán)境的影響而出現(xiàn)裂縫。

3、溫度的控制

施工單位對溫度的控制可以采取以下幾方面措施：（1）降低混凝土的澆筑溫度。在拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻，利用澆筑面散熱。在高溫作業(yè)時在混凝土中埋設(shè)水管，作業(yè)時通冷水達(dá)到降溫目的。（2）注意天氣情況，在氣溫驟降時要對混凝土表面進(jìn)行保溫防止混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。（3）合理地安排施工工序，避免側(cè)面的長期暴露以及過大的高差。

4、建筑材料質(zhì)量的控制

橋梁施工的材料對于混凝土構(gòu)建的性能有著直接的影響，尤其是抗拉強(qiáng)度，因此需要抓好施工材料的質(zhì)量工作。橋梁施工中需要使用的材料極為豐富，包括鋼筋、砂土、水泥、水、碎石、添加劑等，上述材料均需要進(jìn)行相應(yīng)的抽樣檢驗，發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量不合格，應(yīng)禁止其進(jìn)場，以免影響到其抗拉強(qiáng)度。在混凝土的配比設(shè)計方面，需要先在實(shí)驗室進(jìn)行設(shè)計、論證后，才能在現(xiàn)場運(yùn)用，嚴(yán)格控制其配比。如果在施工過程中出現(xiàn)特殊的天氣，如高溫天氣、暴雨、空氣濕度大等，則需要對各種材料的含水量進(jìn)行檢測，包括砂土的含水量、碎石的含水量等，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整材料的配比，使之更加科學(xué)，提高其抗拉強(qiáng)度，施工中就不易出現(xiàn)裂縫問題，質(zhì)量更加良好。

5、加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)

對施工人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高其理論知識水平和實(shí)踐技能，特別是對一些從事特殊工種的工人，必須實(shí)施持證上崗。對未取得合格證的工人一律不準(zhǔn)上崗。對施工人員長期進(jìn)行安全教育，增強(qiáng)質(zhì)量意識，增強(qiáng)施工人員的責(zé)任感和事業(yè)心，充分發(fā)揮其主觀能動性，使其樹立正確的質(zhì)量與效益觀念，杜絕偷工減料和工人技術(shù)不過關(guān)的發(fā)生。

結(jié)語：綜上所述，在對橋梁施工裂縫成因有了深入分析之后，可以較清楚地了解在橋梁施工過程中施工裂縫對工程質(zhì)量的危害。根據(jù)施工裂縫的成因，要采取相應(yīng)防治措施來降低橋梁施工裂縫對橋梁的危害。為了保證結(jié)構(gòu)的安全和耐用，必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、施工。在橋梁的施工過程中，嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，改進(jìn)混凝土施工工藝。結(jié)合材料的特點(diǎn)、天氣情況、現(xiàn)場條件等多方面因素，采取合理有效的措施，盡可能地減少裂縫的生成。此外，在使用過程中，要定期進(jìn)行巡查和管理，加強(qiáng)對橋梁結(jié)構(gòu)的維護(hù)工作，確保橋梁的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢向明.試論公路橋梁施工裂縫的原因及其解決對策[J].黑龍江交通科技，2013，（04）.

[2]鄧?yán)?論公路橋梁混凝土裂縫成因及有效預(yù)防措施[J].科技致富向?qū)В?011，（05）.

[3]劉勇剛，彭曉光.混凝土橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施[J].交通科技，2009，（S1）.

[4]葉翰松.耐久性混凝土施工溫度與裂縫控制技術(shù)[J].上海鐵道科技，2009，（01）.