试论水利工程中钢筋混凝土桥梁的裂缝控制

苏成才

摘 要钢筋混凝土桥梁是目前我国水利工程中建造最多的桥梁之一，由于长期承受着静载、动载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）等作用，不可避免地会产生混凝土开裂、破损等，钢筋混凝土桥梁裂缝将影响到桥梁结构物的正常使用，严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。本文首先分析了钢筋混凝土桥梁裂缝的原因，其次，从重点加强混凝土钢筋网的有效保护；科学设计混凝土配合比；在施工过程中进行控制；预埋线管处的裂缝防治；裂缝弥补处理措施等方面就如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词钢筋混凝土；桥梁；裂缝控制

中图分类号TV文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0150-01

随着科学技术的进步，施工机具、设备和建筑材料的发展，水利工程中的桥梁施工技术不断改进、提高而逐步发展和丰富起来。钢筋混凝土桥梁是目前我国水利工程中建造最多的桥梁之一，其在实际使用过程中，由于长期承受着静载、动载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）等作用，不可避免地会产生混凝土开裂、破损等，这将影响到桥梁结构物的正常使用，严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。本文就如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制进行探讨。

1钢筋混凝土桥梁裂缝的原因

一般地，肉眼可以看见的裂缝为0.02mm-0.05mm，从工程有害影响最小的界限判断，裂缝不能大于0.05mm。

1）钢筋混凝土自身因素。由于混凝土中骨料级配差、加水量大、构件厚度大、捣振不均匀等原因，致使混凝土固化缓慢、粗骨料下沉、水泥浆上浮。下沉的粗骨料被钢筋阻隔而产生不均匀下沉，致使被阻隔的部位出现裂缝。上浮的水泥浆导致混凝土表面收缩率增大，致使混凝土表面出现裂缝。沉缩裂缝一般产生在混凝土初凝后、终凝前，沉缩量一般为构件厚度的1%左右。

2）温度导致裂缝。钢筋混凝土受电弧焊接、大气及周围温度、阳光照射、水泥水化放热等诸多因素影响，在遇到冷热变化较大的时候，产生温度应力，就会发生膨胀和收缩，一旦混凝土强度低于温度应力时，就会马上产生裂缝。冬季施工及蒸气养护时如措施不当，混凝土内外温度不均，骤冷骤热，也很容易产生温度裂缝。

3）钢筋锈蚀导致的裂缝。因混凝土保护层厚度不足，或有氯化物浸入，或者质量较差等等因素，均可发生锈蚀反应，导致破坏钢筋表面的氧化膜；发生腐蚀之后，产生的锈蚀物氢氧化铁的体积就比原来增长约2～4倍，产生膨胀应力，致使表面混凝土剥离、开裂，产生裂缝。

2如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制

1）科学设计混凝土配合比。在满足混凝土设计的强度等级、混凝土和易性、耐久性条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。主要参数有水灰比、单位用水量和砂率。选用低水化热水泥和控制用水量，可减少水泥用量以及水化热；改善骨料级配，需严格控制混凝土骨料中的含泥量；为取得最低的水灰比，配合比设计时应最大限度的增加粗骨料用量。混凝土掺用外加剂，使混凝土内部产生的膨胀应力可抵消一部分混凝土的收缩应，如u型膨胀剂（无水硫铝酸钙或硫酸铝）；减少水化热，可掺部分粉煤灰和缓凝高效碱水剂，提高混凝土的和易性。

2）施工中混凝土的裂縫控制。混凝土浇筑前应先对模板进行检查，保证有足够的刚度和可靠度，以免膨胀模板变形。混凝土在浇筑时，需有足够的坍落度和流动性。各个工序中，如混凝土浇注过程镇中，控制浇筑高度、宽度，减少水化热；控制现浇过程中的温度，并不断振捣，振捣均匀，严防漏振及过振，不得减少振捣时间、插入距离和深度，以保证振捣密实。

施工过程时，混凝土尽量一次性浇注完成。如果必须间断，间断时间不应大于前层混凝土的初凝时间。混凝土浇筑完成后，混凝土表面受环境因素影响（如曝晒）温度发生剧烈变化时，混凝土内部温差会产生范德华力，此时应立即用塑料布或草帘子覆盖，同时应洒水养护，以避免混凝土因失水引起早期裂缝；在混凝土表面不宜浇水养护时，应涂刷保护层，如薄膜养生液等。

3）裂缝可控措施。《混凝土结构耐久性设计规范》4.3.2条中，规定了混凝土结构最小保护层厚度，可有效延长有害物质到达钢筋的时间，延缓钢筋的腐蚀，使混凝土结构的耐久性达到规定的设计使用年限，确保了工程的合理的使用寿命要求。在混凝土设计过程中，应尽可能采用小直径、小间距的配筋方式，全截面配筋率控制在不应小于《混凝土结构设计规范》中规定的最小配筋率，适当增配构造钢筋和温度应力筋，同时可在混凝土表面增设钢筋网，提高混凝土抗裂性能。

4）避免温度变化时所引起的裂缝。我们在桥梁施工中，首先，应根据施工现场的实际情况，尽可能地限制水泥的单位用量，选择水化热较低的那种水泥，同时降低内外温差，减少骨料的入模温度，并缓慢地进行降温，或者也可以选用薄层来进行连续浇筑，这样能够加快散热。其次，混凝土的养护可以按照两阶段的升温蒸汽来进行养护，在第一阶段中，我们的控制温度就是灌注的时候所处的环境温度，在这基础上再加20℃。然后我们每小时来进行升温10℃，当混凝土的强度到达10 MPa的时候，就可以进行第二阶段的升恒温的阶段。这时恒温的控制温度不能够超过60℃，同时保证每小时可以升温10℃。强度增长的最快阶段就是恒温阶段，我们在梁的上部桥面要注意储存一些水，这样做的目的在于保证养护棚内的温度可以提高。除外，在降温的阶段，为了避免降温的速度过快，造成混凝土发生裂缝现象，一般我们要把降温速度控制在每小时10℃左右。第三，在桥梁进行安装焊接的时候，可以采用间歇性依次焊接的方法，这样就可以尽可能地避免发生集中施焊的危险。

3结语

水利工程中钢筋混凝土桥梁的裂缝虽然是一种很常见的质量通病，但只要严格遵守施工规程，从材料、施工工艺、设计等多方面加强管理和控制，裂缝是可以得到控制和预防的。同时，对已发生的裂缝，根据其不同特点采用相应的处理方法，可使裂缝对构建或结构的危害降到最小。

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