橋梁混凝土裂縫成因和施工質量控制分析

【摘 要】橋梁建設中混凝土開裂現象經常出現已經成為一項通病，混凝土開裂不僅僅只影響路面美觀，還直接影響橋梁的使用效果極其使用年限。本文介紹了橋梁混凝土裂縫的成因及施工控制。

【關鍵詞】混凝土裂縫；成因；施工控制

1前言

鋼筋混凝土橋梁是一種耐久性較好的結構體系，但是由于混凝土的均質性較差，抗拉強度較低，又有膨脹收縮、徐變等特性，加之在實際工程中，往往由于施工過程控制不嚴，致使混凝土結構出現不同程度的裂縫，給結構造成一定的損傷，影響橋梁的正常使用，有些裂縫則危及結構的安全，甚至造成橋梁的嚴重破壞或倒塌。防止和減輕混凝土裂縫對橋梁的損害，正確“診斷”混凝土裂縫形成的原因，提出切實有效的防治方法，是至關重要的。本文就橋梁裂縫的產生原因和預防措施作一分析，供參考。

2 橋梁混凝土裂縫產生的原因

2.1 荷載引起的裂縫

2.1.1 直接應力裂縫

直接應力裂縫產生的原因主要是由于在橋梁設計階段對結構的計算不合理，實驗受力與實際受力不相符，導致橋梁安全系數不夠。還有就是在施工的過程中，沒有完全按照施工設計圖紙進行操作，對施工過程中的材料堆放、運輸、安裝等沒有加以限制。

2.1.2 次應力裂縫

次應力裂縫是指由于外荷載引起的次生應力產生的裂縫。比如橋梁結構中經常需要開鑿和開洞等，而這部分施工一般只是根據經驗來設置受力鋼筋。相關研究表明，受力構件在挖孔后，在孔的周圍會產生巨大的應力集中。在實際的橋梁中，次應力的產生是導致混凝土裂縫產生的主要原因。

2.2 溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。

比如。驟然降溫。遇到突降大雨、冷空氣侵襲等可導致結構外表面溫度突然下降，但因內部溫度變化相對較慢而產生溫度梯度：在施工過程中，大體積混凝土（厚度超過2.0米）澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現裂縫。施工中應根據實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料入模溫度，降低內外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環冷卻系統進行內部散熱，或采用薄層連續澆筑以加快散熱；預制T梁之間橫隔板安裝時，支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時，若焊接措施不當，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱張拉法張拉預應力構件時，預應力鋼材溫度可升高至350℃，混凝土構件也容易開裂。

2.3 鋼筋銹蝕產生的裂縫

這種裂縫的產生主要是由于混凝土的保護厚度不夠，或者是鋼筋質量較差，致使鋼筋表面的氧化膜遭到破壞，使鋼筋表面受到侵蝕，從而導致二氧化碳和鐵離子發生銹蝕反應。由于結構內部鋼筋受到銹蝕，使結構體積變大，對周圍的混凝土產生膨脹應力，當產生的應力足夠大的時候，沿著鋼筋縱向就會出現裂縫。

2.4 沉降引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。由于地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因：地基地質差異太大。建造在山區溝谷的橋梁，河溝處的地質與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降：結構荷載差異太大。在地質情況比較一致條件下，各部分基礎荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降，例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大，中部的沉降就要比兩邊大，箱涵可能開裂：分期建造的基礎。在原有橋梁基礎附近新建橋梁時，如分期修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎處理時引起地基土重新固結，均可能對原有橋梁基礎造成較大沉降：地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹，一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降：橋梁建成以后，原有地基條件變化。大多數天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大。

2.5 施工裂縫

在混凝土的施工過程中，施工裂縫是普遍存在且不可避免的一種因素，由于施工人員技術水平不高或者是在施工過程中的疏忽大意都會使混凝土構件產生裂縫。

3 橋梁混凝土裂縫施工質量控制措施

3.1 材料的控制

材料的控制是保證橋梁質量的基礎，所以要嚴格的控制混凝土制造的原材料，保證原材料的質量。水泥等材料要有正規廠家的出廠證書以及質量檢驗合格書，在材料進入施工場地后，還要組織技術人員對其質量進行抽檢。在施工的過程中，對混凝土的配合比要進行反復的實驗，得出最精確的比值。

3.2 溫度的控制

由于溫度的變化是外界因素，人為很難改變，但是可以通過有效的措施來適應。比如在夏天的時候，可以在混凝土的攪拌之前，將碎石用水冷卻，這樣就可以降低混凝土的澆筑溫度，或者在混凝土中埋設冷水管來達到降溫的目的。對于要長時間暴露在陽光下的結構，進行適當的遮陰，在氣溫驟降或者是寒冷的季節，對結構表面采取保溫措施。

3.3 合理的分縫分塊

合理的分縫分塊能夠有效的避免結構的巨大起伏，同時還能夠減少應力集中的現象。在施工的過程中，貫穿裂縫的出現是不易恢復的，所以還有避免施工中貫穿裂縫的產生。

3.4 施工工藝的質量控制

在施工的過程中，施工技術不成熟、施工工藝不合理以及混凝土構件在運輸、安裝、拼裝過程中的疏忽都會引起混凝土裂縫的產生。要想防止這種裂縫的產生，就要加強對施工工藝的培訓，提高技術人員的施工水平，增強施工質量防范意識，預防混凝土裂縫的出現。

3.5 混凝土養生

養生的目的是減少混凝土內外溫差，防止凝土表面裂縫，增強混凝土內在強度。混凝土養生的方法有灑水養生、薄膜漠養生、蒸汽養生等。在橋梁施工中，多采用灑水和薄膜兩種養生方法。在混凝土澆注完畢后，應立即對混凝土構件進行覆蓋，保持濕潤。養生時間不應少手7天。養生使混凝土具有足夠的耐久性和強度，并且減少混凝構件變形，避免混凝因收縮而發生裂縫。

另外還應注意防止施工工藝質量低劣引發的裂縫。在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運愉、拼裝及吊裝過程中，比較常見的不合理的施工工藝有：①混凝土振搗過快，混凝土流動性較低，容易澆筑數小時后發生裂縫，即塑性收縮裂縫。②混凝土保護層過厚或上層鋼筋被踩壓變位，使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚，導致構件的有效高度減少，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。③混凝土運輸過程中，工具保證不滲露，不析水，避免日曬雨淋，運愉時間不應大于30rain，在高溫下運輸應及時檢測混凝土坍落度，及時調整坍落度。④混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不當，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。⑤施工模板剛度不足，在澆筑混凝土時，模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。⑥施工時拆模過早，混凝土強度不足，使構件在自重或施工荷載作用下，產生裂縫。⑦施工前對支架壓實不足，或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。以上問題在施工中應加以注意，可以避免裂縫的發生。

4 結語

橋梁施工管理是一個綜合性很強的工作，它涉及多方面的工作，這就要求我們在平時的工作中，要不斷總結工作經驗并引進先進的管理方法，對施工管理的方案進行有效的完善，從而達到對施工管理的科學控制和健康發展。