針對道路橋梁施工中裂縫產生的原因進行的分析

龍興基 吳才勇

摘 要：隨著道路橋梁工程的推進，其施工質量也得到了人們極大的關注。裂縫作為混凝土橋梁無法避免的質量問題，有效控制裂縫直接影響著工程建設的效果。文章對施工中裂縫產生的原因進行了分析，同時提出了解決對策，最終實現了更高效的工作。

關鍵詞：道路橋梁；裂縫種類；原因分析

諸多混凝土橋梁工程實踐及混凝土材料的細觀研究均表明，橋梁結構中的裂縫是難以避免的，若對混凝土橋梁所有部位的抗裂性要求過嚴，必將付出巨大的經濟代價。然而，裂縫影響到橋梁結構的連續性，從而影響結構的力學性能，嚴重時危及安全。比如，裂縫會削弱結構剛度，增加橋梁的撓度；裂縫的擴展常常是結構物破壞的初始階段。因此，將混凝土橋梁的裂縫有害程度控制在允許范圍內卻是十分必要的。本文就道路橋梁施工中裂縫產生的原因進行分析，并簡要探討相應的設計施工對策。

1 施工中裂縫種類構成

根據結構承載力的影響，我們將道路橋梁施工過程中出現的裂縫分為兩種：一種是結構性裂縫，另一種是非結構性裂縫。兩種裂縫因歸屬原因不同而會產生不同的結果。

結構性裂縫是指由于外界荷載過大或橋梁的結構承載力過低而造成橋梁發生結構性裂縫。由其含義可知，造成橋梁出現結構裂縫的主要原因是由于橋梁的剛性、延性以及強度等不足。所謂非結構裂縫指的是橋梁因外界環境變化而產生的非荷載結構變形或者混凝土因不能滿足自身而發生的變形。相對結構性裂縫而言，非結構性裂縫不會對橋梁結構的整體或局部承載力產生影響，可一旦超過某一限度，會對橋梁的耐久性及美觀性造成影響，甚至削弱結構承載力。

2 結構性裂縫介紹

從橋梁產生結構裂縫的力學原理角度來說，可以將結構裂縫分為很多種，包括：拉壓、剪切、彎曲、預應力二次、扭曲、局部應力裂縫等。

目前國內研究表明結構性裂縫主要是由荷載引起的。這里的荷載主要包括兩種，即直接荷載和間接荷載。直接荷載主要是由恒載、預應力以及風等產生的；間接荷載則主要來源于一些其它因素如溫度、收縮、沉降、漸變等環境的變化！其發生機理為：當混凝土承受的負載壓力小于其極限壓力的30%-50%時，界面上產生微小的裂縫，卸載后，混泥土的變形不大，此時，混泥土處于線彈性的穩定狀態；當混凝土承受的負載壓力超過其極限壓力的50%-70%時，會導致原來的微小裂縫延伸和加寬并擴散至水泥砂漿中，同時，伴隨著新的裂縫出現。這種情況下，裂縫則處于穩定擴展的狀態；當混凝土承受的負載壓力進一步增加，原有的裂縫迅速地延展并加寬，產生連續裂縫。混凝土被貫通的裂縫分割，逐漸喪失承載力即混凝土在外荷載作用下逐漸失穩破裂。較直接荷載而言，間接荷載荷載的產生是一個持續的過程，并非一瞬間完成的，這也是它不同于直接荷載的主要特征。

3 非結構裂縫介紹

按照形成機理不同，非結構裂縫可劃分為收縮裂縫、塑性裂縫、溫度裂縫，以下對其形成原因進行分析。

3.1 收縮裂縫

橋梁混凝土凝固時體積會變小，體積的縮小會導致混凝土表面產生收縮裂縫！這些裂縫多呈細而密的形態，大多沿梁和板的長邊均勻分布。在平面部位和側面部位常見大體積混凝土，在拖筋位置上常有預制構件。混凝土梁高度較大的話，一般在腰部會產生豎向裂縫，集中在構件的中部，底部沒有，呈現中間寬兩頭細的形態，這是因為配筋的密度，密度大，裂縫就少，密度小的混凝土承受的拉力有限，因此裂縫就多。另外，泥沙含量大的混凝土也容易產生收縮縫。

要避免收縮裂縫的產生，就要控制好混凝土中含沙量、水灰比和水泥含量，嚴格控制砂石的含量。混凝土必須做到振搗密實，也要加強混凝土的養護措施，板面抹勻壓實，適當的延長養護的時間。

3.2 早期塑性沉降裂縫

塑性收縮縫是指新拌的混凝土在凝固過程中，因表面的水分蒸發而引起的裂縫，常見于構件的外露表面。混凝土在凝固的過程中，還尚處于流塑態，由于重力的作用，混凝土會進一步的壓實，表面伴隨著水分的蒸發和表面的干縮，就會在表面產生塑性沉降裂縫。塑性沉降裂縫的特征是一般出現在構件表面水平鋼筋的上方，當保護層較弱時，裂縫可沿鋼筋長度方向發展，并且鋼筋直徑越粗，保護層越弱，這種現象就越明顯。為避免早期塑性沉降裂縫的產生，就要嚴格控制混凝土的水灰比例，可適當添加少量粉煤灰和減水劑。在混凝土澆筑2小時以后進行二次振搗，振搗完需要將表面振實，注意振搗時間不宜過長，速度要適宜，不能過快，要保證混凝土的密實性。在養護上要注意澆筑早期避免水分的蒸發，冬季要御寒保溫，夏季避免陽光直射，在豎向模版的邊隙涂抹脫模劑。

3.3 水化熱溫度裂縫

道路橋梁施工時，混凝土拌和過程會產生升溫、降溫效應，即水化過程。尤其對于體積較大的混凝土，在升溫”降溫中會受到溫差邊界約束力作用，進而自身產生自約束應力，導致裂縫形成。實踐證明，在混凝土澆筑橋梁后三天左右，其自身溫差處于最大，當此溫差超過20攝氏度時，即可發生開裂現象。根據橋梁結構特征，此裂縫常出現混凝土長邊中心，腹板與頂、底板相交角隅處。

有效預防水化熱溫度裂縫，可以從溫度控制、工序、材料等方面入手。在溫度控制上，一般要求入模溫度低于30攝氏度，混凝土內部最高溫度低于60攝氏度，混凝土中心與表面溫差低于25攝氏度。所以，在實際操作中，可以通過冷水回流冷卻、控制混凝土橋梁溫度梯度、設計循環冷卻水管等措施進行溫度的有效控制！在施工工序上，針對澆筑厚度較大時，改用分層澆筑，以此來保證低水平入模溫度。在材料上，選擇低水化熱水泥，可以根據比例添加粉煤灰、減水劑等，從而有效控制水泥用量。

4 結語

道路橋梁施工中裂縫的防治效果貫穿于橋梁建設的全過程，其控制成效也直接影響著橋梁的后期控制，關系到工程建設參與各方的經濟利益。相關人員要在不斷分析裂縫產生原因的基礎上，借鑒國內外裂縫防治技術和經驗，運用有效的裂縫防治施工方法，不斷發展我國的交通事業。

參考文獻

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