有效防止桥梁工程裂缝途径

有效防止桥梁工程裂缝的途径

摘要：本文分析了桥梁施工裂缝产生的原因，并提出了相应的裂缝防治措施，供广大技术人员参考。

关键词：桥梁工程；裂缝；防治措施

随着现代桥梁工程施工技术的飞速发展，桥梁工程的内在施工质量已经有了明显的提高，而外观质量已成为反映施工企业技术水平的最重要的因素。在桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。如何提高混凝土的外观质量减少裂缝亦成为建设单位，监理部门及施工企业要解决的重要问题。

1 桥梁施工裂缝产生的原因

1．1 由荷载引起的裂缝

由荷载引起的裂缝产生的原因在于施工过程中，不加限制地在构筑物上堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

1．2由温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力．当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出荷载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是裂缝将随温度变化而扩张或合拢。

1．3由冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9％，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在一7℃、～8℃以下)在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30％～50％。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的主要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺人防冻剂(但氯盐不宜使用)，可保证混凝土在低温或负温条件下硬化成型。

1．4由施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。

砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2．5倍。拌和水或外加剂中氯化物等杂质量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，碱对骨料产生化学反应是引起构件产生裂缝的主要原因。

1．5由施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施土质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

(1)混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

(2)混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。

(3)混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

(4)混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

(5)混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

(6)用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。．

2 桥梁混凝土裂缝的施工防治措施

2．1材料的控制

施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外，对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

2．2温度的控制

(1)改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时问，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。

(2)合理地分缝分块，避免基础过大起伏；合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整

体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。

2．3非结构性裂缝防止措施

防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施土，对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；硅中加减水剂减少硅泌水，确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有：加强早期混凝土养护以降低混凝土中水份蒸发速率，方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿润养护。防止温差裂缝的措施有合理安排浇筑顺序及浇筑速度，在混凝土浇注的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。防止干缩裂缝的措施有设计时布设足够的控制裂缝的分布筋，施工配合比设计时减小水灰比，尽量增加骨料用量、在骨料级配许可的情况下尽量增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿润养护。防止龟裂的措施有配合比设计时水泥用量不宜过多，振捣要密实而不过振，混凝土表面泌水及浮浆要及时清除并注意及时养护。

3 结束语

只要选择合格的材料，并改进现浇混凝土的施工工艺，根据混凝土主要技术指标及现场条件，选择合适的水泥和集料，并严格控制水灰比，就可以有效地控制由于施工材料质量而引发的裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。而在使用和管理过程中，要进一