混凝土桥梁裂缝的成因探析

齐磊

摘 要：混凝土是当今建筑工程应用最广的原材料之一，其价格合理，抗压强度高，可以浇筑成为各种形状，而且不易风化，养护费用低。但是企业存在缺点，就是抗拉能力较差，容易产生裂缝，现就对混凝土裂缝的成因进行分析，提出有效的解决对策。

关键词：混凝土；桥梁工程；裂缝成因；控制对策

前言

近年来，我国的交通基础建设迅速发展，混凝土桥梁不断涌现，但是在桥梁建设与使用过程中常常会出现坍塌现象，影响桥梁的使用效果，必须要采取一定的措施加以控制与管理，提高道路桥梁的使用性能，延长使用寿命。从实际工程管理中不难看出，导致混凝土结构裂缝的因素很多，一些裂缝是由多种因素共同作用的结果。根据裂缝产生的原因可以将其归为以下几类。

1 荷载产生的裂缝及防治对策分析

常规下静、动次应力下导致的裂缝为荷载裂缝，主要分为直接应力裂缝与次应力裂缝两种。

1.1 直接应力裂缝产生的原因

首先，在工程设计过程中，结构计算出现误差导致模型不合理，结构受力假设与实际发生出入，荷载被算错等等都会导致直接应力裂缝。

其次，在工程施工过程中，随意堆放工具、材料，对结构的受力特征不了解，随意翻身、起吊、运输与安装，没有按照图纸施工等也会导致直接应力裂缝的出现。

最后，在使用过程中，超出荷载的运行，受到车辆、船舶的接触、撞击，或者是风、雪等自然灾害，也可能导致桥梁裂缝。

1.2 次应力裂缝产生的原因

首先，在设计外荷载的作用下，有余结构物的实际工作状态与常规计算存在偏差，导致借故开裂。

其次，桥梁的设计难度较大，常常需要开洞、设置牛腿等，常规计算无法达到这一模拟计算的要求，都是凭借经验完成的，导致计算存在偏差，一旦处理不当，就会导致裂缝的出现。

在工程实践中，次应力裂缝是最为常见的荷载裂缝，其实随着现代化计算手段的不断完善，次应力裂缝是可以避免的，只要提高管理人员的计算水平，在设计上，尽量避免结构突变，必要的情况下做好局部处理工作。

1.3 解决荷载裂缝的对策

针对荷载问题，可以采取必要的措施，防止荷载裂缝的出现，关键是避免中心受拉、受压、受弯；同时也要避免受剪、受扭与冲切，更要避免局部受压问题的出现，唯有如此，才能避免荷载裂缝。

2 温度裂缝

2.1 产生温度裂缝的原因

温度裂缝是混凝土最常见的的裂缝之一，由于混凝土具有热胀冷缩的特点，一旦外部温度环境发生变化，混凝土就会变形，产生内应力，一旦应力超过混您凝土强度就会 导致温度裂缝。温度裂缝最主要的特征就是随着温度变化呈现扩张与合拢。

导致温度变化可能时由于四季间温度的变化，影响桥梁结构的纵向位移，但是相对影响十分缓慢；日照也会影响混凝土的温度，如果受到暴晒部位的混凝土，局部拉应力就会增加，就会导致裂缝出现；同样骤然的降温也会导致混凝土裂缝的出现。除此之外，水化热、蒸汽养护或者施工不当等等都可能导致温度裂缝，总之，温度的变化就可能导致混凝土裂缝的出现。

2.2 防止混凝土温度裂缝的对策

要想防止混凝土温度裂缝，关键是控制好施工温度，包括骨料级配的改变，材料的选择等。同时，还要加强混凝土的早期养护工作，避免内外温差的变化，使混凝土的温度适中。

3 收缩裂缝

3.1 收缩裂缝的分类及原因

收缩裂缝较为常见，主要分为体积变形收缩与自主收缩和炭化收缩。体积收缩可以分为塑形收缩与干缩两种。

塑形收缩主要发生在施工阶段，在浇筑混凝土之后的4-5小时之后，此时水化反应十分激烈，分子逐渐形成，混凝土会由于失水收缩，骨料也会由于自重下沉，混凝土还未硬化，因此称其为塑形干缩。干缩是指混凝土结硬之后，随着水分蒸发，温度降低，体积减小，导致干缩。自主收缩是其在硬化过程中，水泥和水发生反应，不受外界湿度影响，可能收缩也可能膨胀。

炭化收缩就是指大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生反应导致的收缩变形，只有在湿度50%的情况下才会出现炭化收缩。

3.2 防止收缩裂缝的对策

从其影响因素来看，影响混凝土收缩裂缝的原因很多，可能时由于水泥的品种，骨料、水灰比、外掺剂、养护方法等。对此，要想防止收缩裂缝就需要做好这几项工作，包括选好原材料，控制好比例，保证添加剂的质量，做好养护工作等等，唯有如此，才能更好地保证混凝土的质量，保证建筑工程的质量。

4 地基变形导致的裂缝

4.1 产生的原因

由于基础竖向不均匀沉降或者水平方向发生位移，使结构中出现附加应力，超出抗拉范围，导致裂缝的出现。从其产生原因来看，主要是由于对施工的地质环境认识不够，或者是由于勘察的精度不够、试验的次数不足，地基的地质差异很大等都会导致地基变形裂缝的出现。

4.2 防止地基变形裂缝的对策

要想避免地基基础变形导致的裂缝，关键是要了解地质情况，保证材料的充足，在勘查报告中必须要根据实践来写；减小结构的荷载差异；尽量一次性完成施工，不要分期施工，造成不利影响。总之，就是要加强施工管理，提高管理对策，加强管理效果，提高管理效率。

5 钢筋锈蚀导致的裂缝

5.1 钢筋锈蚀裂缝的成因

顾名思义，就是钢筋腐蚀而导致的裂缝，而导致钢筋腐蚀的原因则由于混凝土的质量差或者是保护层的厚度不足，保护层受到二氧化碳侵蚀的影响，使周围混凝土的碱性降低，或者是氯化物介入，钢筋周围氯离子的含量较高都可能破坏钢筋表面的氧化膜。钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。

5.3 防止钢筋锈蚀裂缝的对策

要想防止钢筋锈蚀关键是在设计阶段必须按照规定控制裂缝的宽度，使用足够的保护层厚度；在施工阶段要控制好混凝土的水灰比，加强振捣、保证其密实性，防止氧气入侵，同时要严格控制好含氯盐的外加剂使用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

6 其他裂缝

除了前面提到的几种比较具有代表性的裂缝，还有冻胀导致的混凝土裂缝，施工材料使用不当导致的裂缝或者是施工工艺水平不足而产生的温度裂缝，这些裂缝同样会影响混凝土的使用功能，对此，必须要引起足够的重视，根据各自不同的特征采取不同的对策加以控制，避免裂缝过大而导致更大的危害，影响工程的质量。

从其产生原因来看，冻胀主要是由于大气温度过低，吸水饱和的混凝土出现冰冻，体积膨胀，产生膨胀力，导致冻胀裂缝。因此，要加强管理，避免温度影响，改善冻胀裂缝的情况。施工材料导致的裂缝关键就是控制好原材料的质量及配合比，不合格的材料严禁进场，同时要控制好外加剂与水的使用量，降低负面影响，提高混凝土的质量。施工工艺裂缝近年来出现较为频繁，可能是由于振捣不实，也可能时由于浇筑太快，或者是初期的养护急于干燥，或者施工时拆模过早，支架压实不足等原因都可能产生裂缝，针对这一问题，关键是加强施工人员的管理，提高施工水平，改善施工工艺，促进施工质量的提升。

7 结束语

一座桥梁架起了你我之间的联系，但是这座桥梁从设计到使用经历了诸多的步骤，这里有设计人员的灵感，也有施工人员的艰辛，更有管理人员的心血，因此，不论任何一个环节出现纰漏，都会导致桥梁的使用功能降低，因此桥梁裂缝。因此，就要求从设计到施工及监理部门，要加强管理，提高结构的安全性，及时发现问题，解决问题，保证工程质量，尽可能延长桥梁的使用寿命。