混凝土桥梁施工中裂缝产生的原因

杨志杭

摘要：近几年来，我国的高等级公路等基础设施发展迅速，其中桥梁占比例较大,建造桥梁的材料大多使用混凝土，由于混凝土的某些性质所致，因而也带来了桥梁的质量问题。其中，最显著的就是桥梁的裂缝问题，严重时还会导致桥梁的坍塌，引起严重的安全问题。本文就由于混凝土材料而引起的桥梁的裂缝问题进行探讨。

关键词：混凝土桥梁裂缝原因

目前，我国的桥梁质量不断出现问题，严重的威胁着人民群众的财产与生命安全。而其中最主要的就是桥梁的裂缝问题，为了更好地防止这种现象的发生，保证人民群众的生命安全，本文就施工时桥梁裂缝的成因作如下的分析。

一、施工时桥梁超负荷载重造成的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。

在施工时造成直接应力裂缝，通常是因为在未建好的桥梁上堆放了超载的施工用具以及施工材料；对桥梁的结构受力点不清楚，对断面随意的翻动、安装；施工时，不按照施工图纸上的数据和步骤施工，擅自的改动施工的先后顺序和桥梁的结构，使桥梁的受力点有所变动；施工的机械在运行时会带着桥梁一起震动，而设计者没有考虑到桥梁在这种震动下所造成的疲劳损伤。

造成次应力裂缝是因为桥梁的某些结构在施工时，经常会被凿洞等，而这些行为在设计计算时很难用某些公式进行模拟的计算，一般都是根据以前的经验来放置钢筋。

在实际的工程操作及使用中，最常见的引起超负荷载重造成的裂缝就是次应力裂缝。但是，一般来讲对于这种裂缝是不进行计算的，而随着现代科学技术的提高，对这种裂缝也是可以进行事先的计算的。

二、由于施工时带来的温差而引起的裂缝

热胀冷缩是所有固体物共有的一种性质，当桥梁所处环境的温度变化或者桥梁的内部产生温度变化时，混凝土的形状将会发生改变，如果这种改变遭到了外界某些物质的阻碍，就会逐渐在桥梁内部积累起来，当积累到一定程度后，就会使桥梁产生裂缝。在一些跨度很大的桥梁中，由温差引起的桥梁内部的应力甚至会大于桥梁自身的负载能力。由于温度造成的裂缝的最重要的特征就是裂缝会随着温度的变化而变化。

施工时造成温度变化的原因有以下两种：1、水化热。这种热量是在施工时产生的，如果一大部分的混凝土浇筑后，由于水泥变硬的过程中会释放出一部分热量，使得材料的内部温度变高，桥梁的内外产生较大的温差，从而使桥梁产生裂缝。为了避免这种情况，在施工时就要尽量选择放热少的混凝土材料，降低桥梁内外的温差，或者采用水冷却的系统来降温，也可以采用逐层浇筑的方式。2、在冬季施工时温度掌控不好，使得桥梁混凝土时冷时热，产生内外温差，引起桥梁产生裂缝。预先设置的T梁之间在安装隔板时，桥梁支座中的钢板与调和平衡的钢板焊接不好时，就会使钢板附近的混凝土材料产生裂缝。

三、施工时由于桥梁的某些部位收缩变化造成的裂缝

在实际的施工以及使用过程中，由于桥梁的某些部位收缩变化造成的裂缝是最为常见的一种。对于混凝土来说，主要有以下几种收缩情况：

塑性收缩：这种收缩情况发生在施工时，混凝土浇筑完成之后，此时，水泥中的水分会迅速的蒸发，水泥逐渐变硬，因为失水也在慢慢地收缩，然而此时的水泥并没有完全硬化，因此叫做塑性收缩。在材料逐渐凝固时，材料也会随之下降，在下降的过程中由于受到了钢筋的阻碍，就会顺着钢筋的方向形成裂缝。为了减少或者是避免这种裂缝的形成，在对混凝土进行配比时就要严格控制水灰比，严格控制搅拌的时间，防止搅拌的时间过长，下料时的速度不应太快，浇筑时最好采用分层进行浇筑。

干缩：混凝土材料在变硬后，其中水分会逐渐的蒸发掉，混凝土的湿度变低，相应的体积也变小，这种现象引起的收缩叫做干缩。由于混凝土露在表面的部分水分蒸发的快，而内部则比较慢，因此产生了内外收缩不均的情况，表面的收缩遭到内部混凝土的阻碍，使表面的材料承受拉力，当超过混凝土的抗拉强度时，就会使混凝土表面产生裂缝。

四、施工时地基础变形而引起的裂缝。

由于在桥梁基础施工时，由于地基竖向上不均匀沉降或者是在水平方向上产生了不应该有的位移，都会使桥梁的结构内部的应力增加，超出桥梁自身所能承受的应力，从而导致桥梁产生裂缝。

五、施工选用的材料本身质量造成的裂缝。

混凝土的主要成分有水泥、砂、骨料，加上水搅拌而成。如果这些材料本身就存在质量问题，那么就会使桥梁在施工或者使用时产生裂缝。

六、施工质量造成的裂缝。

在对混凝土进行浇筑或者运输时，由于操作不当、施工质量低而使材料产生很多的裂痕，尤其是一些薄弱的部位。而这些裂痕的出现也因产生的原因不同而不同。

防治和补救措施

通过以上对施工过程中出现裂缝的成因进行分析，可以帮助我们更好地去找到防止裂缝产生的措施，并且对有裂缝的桥梁进行补救和维修。

（一）防治措施：

1、要事先做好模板，桥梁各支撑处以及地基的处理。一定要保证它不会发生沉降、移位等问题。

2、要尽可能的对桥梁的高墩实行一气浇筑，避免留下施工缝。对那些不可避免的施工缝，一定要按照施工时的技术规范施工。例如可以在浇筑前，在裂缝表面上铺一层水泥砂浆，然后再继续浇筑。

3、对于因为塑性沉降引起的内部分层，我们可以在混凝土凝固之前对其进行二次振捣，同时还会改善材料的界面结构，提高混凝土的强度。

4、正确并且合理的使用外加剂也会减少裂缝的产生。因为外加剂会提高混凝土的耐久性，减少混凝土的开裂。

（二）补救措施：

1、表面处理法：即对裂缝进行表面的贴补和涂抹。表面涂抹适合难以灌入注浆材料细小的裂缝，以及不渗水、不伸缩、不在活动和深度没达到钢筋表面细小的裂缝。表面贴补适合于大面积渗水的裂缝，对其进行防渗水的贴补。

2、修补材料填充法：这种办法主要针对于那些较宽但深度比较浅和小规模好处理的裂缝，而且在填充前可以先开一个V型槽，方便填充。

3、灌浆法：这种方法的适应范围很广，不论细小的裂缝，还是宽大的裂缝都会有很好的处理效果。

4、结构补强法：因超负荷载重造成的裂缝、长时间未处理裂缝而使混凝土的耐久性下降、某些灾害造成的裂缝等影响到桥梁结构强度可采用此方法。

由于科学技术的不断发展，对裂缝的补救效果也越来越好，但是，裂缝的存在对桥梁还是有一定影响的。所以，在施工时我们一定要注意，尽量避免裂缝的产生。

八、总结

在建造混凝土材料的桥梁时，造成桥梁出现裂缝有很多种原因。所以，一定要重视桥梁出现裂缝的问题，对其要有一定的认识和处理办法。在施工时，我们一定要多观察，出现问题要多分析、多总结，运用多种防治和补救措施，尽量避免和处理好裂缝。如果采取科学并且规范的施工过程，很多的桥梁裂缝我们是可以避免和消灭的，所以一定要对施工过程加强管理，规范操作。不要等到裂缝出现时才想到要去补救，要尽可能地去避免裂缝的产生，切实的提高桥梁的安全性。

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