淺析城市高架橋梁混凝土裂縫與處理

浙江諸暨銘泰園林建設有限公司 浙江諸暨 311800

目前我國房地產業熱度依舊，雖在國家各項措施和規條的約束下，行業態勢已趨向緩和，但是隨著城鎮化建設的推進，各地建筑項目仍然如火如荼同時各項配套基礎設施建設逐步跟進。圍繞著新建的人口密集住宅區的各項大型市政工程也齊頭并進。城市大型高架橋建設一定程度上緩解了人口密集城市交通壓力。近兩年來新聞頻爆高架橋的坍塌、大的斷裂等事故，又使人們對城市高架橋建設利弊產生重大懷疑。這個我從我專業出發淺談下我對道路橋梁混凝土裂縫一點看法。

一、常見的裂縫及其部位

1、結構性裂縫

根據鋼筋、混凝土本身材質和力學性能上他們的結合就容易產生無可避免的小裂縫，通常也稱作正常裂縫。實踐證明，在正常條件下，裂縫寬度小于0.3mm時，鋼筋不致生銹。為確保安全，允許裂縫寬度還應小一些。現場中常見的幾種結構性裂縫部位：①鋼筋混凝土簡支梁的跨中截面附近下緣受拉區的豎向裂縫，是最常見的結構性裂縫。在正常設計和使用情況下，裂縫寬度不大，間距較密，分布均勻。若豎直裂縫寬度過大，預示結構正截面承載力不足。②鋼筋混凝土簡支梁的支點（或腹板寬度變化處）附近截面由主拉應力引起的斜裂縫，在正常設計和使用情況下很少出現斜裂縫，即使出現裂縫寬度也很小。若斜裂縫寬度過大，預示結構的斜截面承載力不足，存在發生斜截面脆性破壞的潛在危險，應引起足夠的重視。③另外，鋼筋混凝土墩柱受壓構件由于縱向壓力過大引起的縱向裂縫、預應力筋錨固區由于局部應力過大引起的劈裂裂縫等都屬于結構性裂縫。

2、非結構性裂縫（外界因素影響）

非結構性裂縫的產生，受混凝土材料組成、澆筑方法，養護條件和使用環境等等多種因素影響。非結構性裂縫可以分為三種：收縮裂縫、溫度裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫。收縮裂縫：在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。

收縮裂縫常見部位：①在構件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂底板交接處順腹板方向的裂縫；②對板類構件多沿短邊方向，均勻分布于相鄰兩根鋼筋之間，方向與鋼筋平行；③對高度較大的鋼筋混凝土梁，由于腰部水平鋼筋間距過大，在腰部（或腹板）產生豎向收縮裂縫，但多集中在構件中部，中間寬兩頭細，至梁的上、下緣附近逐漸消失，梁底一般沒有裂縫；④大體積混凝土在平面部位收縮裂縫較多，側面也有所見。收縮裂縫對構件承載力影響不大，主要影響影響結構外觀和耐久性。溫度裂縫：鋼筋混凝土結構隨著溫度變化將產生熱脹冷縮變形，這種溫度變形受到約束時，在混凝土內部就會產生拉應力，當此應力達到混凝土的抗拉強度極限值時，即會引起混凝土裂縫，這種裂縫稱為溫度裂縫。混凝土溫度裂縫常見部位：①在板上時，多為貫穿裂縫；發生在梁上多為表面裂縫。②梁板式結構或長度較大的結構，裂縫多是平行于短邊。③大面積結構（例如橋面鋪裝）裂縫多是縱橫交錯。④裂縫寬度大小不一，且沿結構全長沒有多大變化。鋼筋銹蝕引起的裂縫：混凝土中鋼筋產生銹蝕后，由于銹皮會吸濕產生化學反應而膨脹，其體積將增大2～4倍，從而脹裂砼保護層。

二、產生裂縫的原因

1、荷載引起的裂縫

混凝土橋梁在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有：① 設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；內力與配筋計算錯誤；結構安全系數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性；設計斷面不足；鋼筋設置偏少或布置錯誤；結構剛度不足；構造處理不當；設計圖紙交代不清等。2、施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。3、使用階段，超出設計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發生大風、大雪、地震、爆炸等。

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。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。

3、收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。塑性收縮。發生在施工過程中、混凝土澆筑后4～5小時左右，此時水泥水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現泌水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂底板交接處，因硬化前沉實不均勻將發生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑。

三、裂縫分析與控制

1、按著裂紋起因大致可分如下幾種：

①由外荷載（靜、動荷載）直接應力和次應力引起的裂紋；②由于變形變化引起的裂紋，它包括結構因溫度濕度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂紋。③鋼筋銹蝕引起的裂紋。④凍脹、施工材料質量、施工工藝質量引起的結構變形變化，導致結構出現裂紋。

2、控制裂紋的措施：

①優化混凝土原料的配合比：要控制原材料的配合比，應準確測定砂、石含水量。要嚴格按投放制度投料，先投放細骨料、水泥和礦物摻合料，再加水，粗骨料，外加劑。②嚴把混凝土的施工工藝。一是模板必須有足夠的強度、剛度和穩定性。二是施工時應控制水灰比。三是嚴禁混凝土在生產、運輸過程中加水進行二次攪拌等。四是施工時保證新拌混凝土能及時并有連續長的養護時間。五是灑水養護的間隔時間應以實際情況確定，必須保持混凝土表層始終處于濕潤狀態，并保證養護用水與混凝土表面溫差不大于15度。③經常進行溫度監測并采取不同施工方法。

四、結束語

合理的施工工藝、可靠的技術性是防治橋梁混凝土裂縫重要施工措施，裂縫雖一定程度上不能完全避免，但盡可能避免大裂縫的產生。產生的裂縫對建筑物的外表、結構的整體性和剛度有著直接的影響，同時會加快鋼筋的銹蝕，加速混凝土的碳化，降低混凝土的使用耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此我們必須加大對混凝土各項性能方面的研究，結合目前我國建筑行業科技水平采取較為科學合理的施工工藝和方法，同時加強施工現場各環節的監管，杜絕因錯誤施工而產生的裂紋問題。