橋梁施工中的裂縫防治問題淺析

【摘 要】 本文通過對橋梁工程施工中的混凝土裂縫成因和防治措施進行簡要分析，旨在通過總結現階段橋梁施工中的裂縫產生原因，幫助有關單位做好裂縫預防工作，保證橋梁工程安全，延長使用壽命。

【關鍵詞】 橋梁；裂縫；混凝土；溫度應力

橋梁工程中運用最多的是混凝土，而混凝土會因設計原因、施工原因、后期維護管理不善、外界環境惡劣等發生開裂變形現象，進而影響到橋梁的質量、耐久性和安全性。若混凝土裂縫引起保護層剝落、混凝土碳化、鋼筋銹蝕、結構強度和剛度降低等問題，必須立即對其進行修補，避免裂縫進一步擴大，避免交通安全事故的發生。

1 裂縫產生的原因

1.1 溫度應力

混凝土具有熱脹冷縮的特征，當外部溫度發生急劇變化時，內部溫度變化不大，內外溫差擴大，混凝土將會發生變形現象，若變形受到一定的約束，就會產生一個應力，當這個應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫。由溫度應力引起的混凝土裂縫一般沒有明顯的規律性，裂縫大小、寬度、走向不宜。一般來說，溫度應力引起的表面裂縫會發生在澆筑完成后的1-2d內，深層裂縫和貫穿裂縫則出現在澆筑完成后21d后。在混凝土澆筑后期，混凝土內部濕度基本穩定，但表面溫度則會發生較大變化，尤其是在大跨徑橋梁施工中，產生的溫度應力甚至會超過后期投入使用后活載的作用應力，因此，必須通過有效措施降低溫度應力，確保混凝土施工質量。

1.2 地基基礎變形

地基基礎發生豎向不均勻沉降和水平位移現象會使結構力超出混凝土結構的抗拉能力，進而導致開裂現象的出現。在橋梁工程中，地基基礎變形而引起的混凝土裂縫多發生在鋼筋上方以及結構變化處。在混凝土施工過程中，從澆筑開始的10min到3h內可能因為混凝土的塑性狀態而發生基礎和支架的不均勻沉降，進而導致混凝土局部位置的變形受到一定的約束，產生裂縫；在重力作用下，混凝土中較重的顆粒下沉導致水泥漿的上浮，下沉受到模板、鋼筋的影響時也可能發生裂縫。

1.3 設計不完善

橋梁工程項目的設計遵循經濟、美觀、適用、安全等原則，這些原則包括了所有建筑結構中的重要問題。在橋梁工程的設計中，現行的標準是按照正常使用和承載能力的極限狀態進行。比如說，承載能力的極限狀態設計，其需要控制結構在破壞臨界狀態時的承載力，考慮各種不確定因素綜合作用下的結構總體安全儲備，調整材料安全系數、荷載安全系數、工況安全系數等。在實際的橋梁設計中，在進行常規計算時允許結構受拉處的混凝土產生一定程度的裂縫。設計時允許的裂縫非常微小，對整體結構不會產生較大影響，但橋梁在外界環境、化學因素、荷載因素等綜合因素的作用下會發生一些裂縫，隨著時間的推移，裂縫會逐漸增多，進而導致明顯裂縫病害的出現，影響橋梁質量，甚至威脅到其使用安全性。

1.4 鋼筋銹蝕

若混凝土中使用的鋼筋質量差、保護層厚度不夠，當保護層在二氧化碳的碳化作用下受到侵蝕并突破保護層到鋼筋表面時，會致使鋼筋周圍的混凝土堿度降低，或者說氯化物的介入導致鋼筋周圍氯離子含量較高，這兩種情況均會破壞鋼筋表面的氧化膜，進而發生銹蝕現象。一旦鋼筋表面的銹蝕物超過一定的體積時，其就會對混凝土產生一個膨脹力，最終導致保護層的開裂乃至剝落，導致混凝土出現沿著鋼筋的縱向裂縫。

2 防治措施

2.1 設計階段的預防措施

實踐經驗表明，橋梁施工中的混凝土裂縫多為設計和施工原因造成。部分設計人員只重視強度設計，忽略結構構造、結構體系、原材料、結構耐久性等設計，設計方案本身存在一定的問題，不利于混凝土施工質量的提高。比如：采用鋼筋直徑過大、保護層厚度偏薄等。為避免該類問題，需要做一些專項考慮，比如：將突變截面變成漸變截面，適當增加鋼筋數量，在施工時保證振搗的均勻性，采取分層澆筑法等。

2.2 溫度應力的防治措施

改善混凝土的骨料級配，采用硬性混凝土，拌合一定量的混合料，摻加粉煤灰、減水劑等降低混凝土內部溫度。采用水化熱較低的水泥，降低內部溫度。在混凝土內部埋設冷卻管，注入循環水，起到內部降溫效果。在夏季施工時采用溫度降低的水攪拌，拌合混凝土時用水冷卻骨料。采用適當的攪拌工藝，起到降低混凝土入模溫度的效果。混凝土澆筑完成后立即開始養護工作，根據溫度情況做好混凝土表面的覆蓋養護，并做好灑水處理，防止混凝土表面的水分蒸發，適當延長養護時間，降低混凝土的內外溫差，避免過大溫度應力的產生，防治溫度裂縫的產生。拆模后，若天氣驟變，應采取合適的保溫隔熱措施，防止溫度裂縫。

2.3 改善約束條件

混凝土應力大小與約束條件有關，而約束條件又與分縫間距有關，只有縮小分縫間距，才能有效改善約束條件，一般將分縫間距控制在12-18m。為保證拆模的便捷性和滿足后澆縫同截面鋼筋搭接長度，后澆縫的寬度應≥1m，后澆縫的混凝土采用膨脹水泥拌制。為改善約束條件，在伸縮縫的設計施工中，必須在不同基礎的重疊位置鋪設油氈，確保混凝土能隨著溫度的變化而自行收縮，提高混凝土的抗裂性能。加強振搗，保證振搗的均勻性，不遺漏任何一個位置，提高混凝土的密實度，確保施工質量。在應力集中部位增加構造配筋，起到提高抗裂性能的效果。

2.4 做好混凝土澆筑養護工作

第一，澆筑工作。橋梁工程中的混凝土施工多是大體積混凝土，一般采用分層澆筑法，這樣能起到防止溫度裂縫的效果。合理設計分層的厚度，保證澆筑的連續性，循序漸進澆筑。在一次振搗完成后進行二次振搗，保證振搗的均勻性，有效減少混凝土內部裂縫的產生，提高其抗裂性能。

第二，養護。夏季施工時采用草簾、灑水、土工布等方式進行降溫和防止水份蒸發養護；冬季施工時采用保溫材料、薄膜養生液、塑料薄膜等進行保溫和保濕養護；正常氣溫時采用養生液養護。根據水泥用料的不同和季節確定養護時間。比如：礦渣水泥、粉煤灰粉水泥等的混凝土養護時間比普通水泥的混凝土養護時間要長。

3 結束語

橋梁施工中的裂縫是可以得到有效控制的，其中最為重要的是控制溫度應力。控制裂縫的產生，一是要從設計階段開始做起，優化設計方案，二是加強施工階段的各方面控制，避免裂縫的產生，提高混凝土的整體施工質量。

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