小议混凝土桥梁裂缝的成因及处理

郑伏龙

(贵州省公路勘察设计院)

1 混凝土桥梁裂缝形成的原因

1.1 施工材料的质量问题引起的裂缝

因混凝土主要是有拌合水、砂、水泥、骨料、外加剂和掺合料搭配而成的。每种材料混合使用的比例不合理或者使用产品质量不合格，都会导致裂缝的出现。(1)拌合水和外加剂。若其中含有氯化物杂质较多对于桥梁钢筋的腐蚀就会越大。(2)砂和骨料。对混凝土而言若使用的砂石粒径较小且砂石级配过低，就会造成空隙率变大，想要形成混凝土就要加入更多的拌合水和水泥。而拌合水和水泥的增加必然会影响混凝土的收缩能力，减弱混凝土的强度。同时，若砂石中含有的泥较多，不仅会导致拌合水和水泥使用量增加，还会降低混凝土的强度和抗渗性、抗冻性。(3)水泥。混凝土的形成对材质要求相对较高，在选择水泥时首先要确定以下特性:含碱量、安定性、干燥性、强度及有效期。如水泥含碱量偏高或偏低、安定性不合格、水泥受潮、强度不足、水泥已过有效期等因素都会引起混凝土裂缝。

1.2 施工工艺造成混凝土裂缝

在建造、运输、安装混凝土桥梁时，若建造者施工的工艺不当，且施工质量较差时，也会造成混凝土裂缝，大致包括以下几个层面。(1)准备工作不充分，在施工前对于桥梁支架的刚度评估不准确或者是支架压实的程度不够，造成浇筑后的桥梁支架不均匀。且在施工时，会因为模板的刚度不合理，从而导致桥梁侧向和自重的作用，引发模板变形。(2)对混凝土进行搅拌时操作不合理、运输过程较长就会导致混凝土的水分蒸发过快，从而混凝土的承受能力也会相应变弱;同时，若浇筑混凝土桥梁时速度过快，就会造成凝土硬化前沉实不均，造成沉实不足，或沉实过大;(3)混凝土施工时，施工人员工艺不精湛，对于水灰的比例调整不合理，就会导致混凝土在凝结硬化时收缩量发生变化。同时，在混凝土分层或分段进行浇筑时，若接头位置的细节处理的不够好也会引起混凝土裂缝。

1.3 荷载引起混凝土桥梁裂缝

桥梁的荷载裂缝主要是指:混凝土桥梁在动荷载、常规静力和次应力的作用下产生裂缝。其主要包括直接应力和次应力两种。(1)直接应力裂缝主要由外荷载造成直接应力而产生的裂缝。主要表现为:计算模型不科学;结构实际受力与假受力不符、设计结构的安全系数不够、考虑问题片面。施工时，擅自变更结构施工的正确顺序，不按照设计图纸进行施工，导致结构受力模式改变。同时，在使用桥梁时，桥梁所承受的超出记载重量的车辆、车辆与船只在桥梁上的碰撞、因自然灾害引起的风雪、爆炸、地震等都是造成桥梁裂缝的直接应力。(2)次应力裂缝主要因外荷载造成的次生应力而产生的裂缝。主要表现为:对于混凝土桥梁构造进行常规计算时，无法运用准确的公式对其进行模拟计算，只能根据一般的经验对桥梁结构进行设置。而桥梁结构时经常需要进行开洞、凿槽、设置牛腿等。若对其处理不当，则这些结构构件或转角就会突变出现裂缝。同时，在审计外荷载时，因其实际工作状况与常规计算存在的出入不作考虑，也会导致桥梁某部位引发次应力。

1.4 温度、冻胀、钢筋锈蚀、地基形变等因素造成混凝土裂缝

(1)物理学上讲事物均具有热胀冷缩的特性，混凝土也不例外，随着混凝土内、外部部环境温度的变化，混凝土也会随之形成相应形变，当应力最终大于混凝土抗拉的强度时就会产生温度裂缝。(2)当混凝土周围气温过低，一旦低于混凝土的应力点就会导致混凝土冰冻，冰冻之后体积膨胀，而周围温度升高后混凝土体积变小，在形变过程中产生形变应力，且当膨胀应力过大时，就会导致混凝土裂缝出现。(3)在施工时对桥梁铸造的保护层不够，导致空气中含有的二氧化碳进入桥梁钢筋的表面对其进行侵蚀碳化，引起围绕着钢筋的混凝土自身碱度降低、钢筋氧化膜被破坏被锈蚀，最终导致混凝土结构被破坏产生裂缝。(4)在构造前对于地质勘察的精准度不够、构造资料不准确，建造后地基受周围温度的影响进行热胀冷缩，引起地基不均匀沉降或位移，也引起其他附加应力的发生，若混凝土的抗拉能力不足时，混凝土结构就会出现裂缝。

2 处理方法

为保证混凝土桥梁的施工质量针对以上问题需要采取以下做法:(1)采用优质合格的水泥和严格控制好水泥的用量、砂和骨料的用量、拌合水和外加剂的搭配比例，防止因施工材料的质量问题引起的混凝土桥梁裂缝。(2)对施工工艺技术进行改进，加强对施工人员的技术管理。在施工前对原材料进行严格检验，施工时严格组照结构方案的要求进行施工，确保每个人分工明确。同时还要加强对于施工时的监测工作，按时进行检查进行详细记录，对于浇筑时可能会产生的裂缝，采取合理措施尽量避免消除施工初期产生裂缝，从而增加混凝土桥梁的抗拉强度。(3)为防止因荷载引起的混凝土桥梁裂缝，应加强对于混凝土早期养护。确保混凝土桥梁在遭受直接应力和次应力时，能尽量避免裂缝的产生。同时，对于因温度、冻胀、钢筋锈蚀、地基形变而引起的混凝土桥梁裂缝，能够在构建前进行充分的考核与判断，确保在外力及内力的作用下，混凝土桥梁具有强固的抗压性和承受力。

3 讨 论

虽然影响混凝土桥梁裂缝的成因有很多，但是大致可分为两类，内在因素和外在因素。内在因素主要表现为:内部结构的构造形式、设计形式、钢筋防护层的厚度及钢筋直径的大小、使用水泥和骨科的种类、混凝土水灰的比例、外加剂、浇筑及养护的工艺等。外界因素则主要指的是环境因素。因此在具体施工过程中需要结合内外部因素，对于内外部原因产生的裂缝进行观察对比，在出现裂缝时及时进行分析、总结。总之，在施工过程中要设定多种预防应对措施，确保把混凝土的裂缝控制在实际允许的范围内。

［1］崔秀慧.探究混凝土桥梁裂缝的成因［J］.内蒙古大学报，2013，11(4):35－37.

［2］李胜军.混凝土桥梁裂缝的形成原因及处理方法［J］.内蒙古大学报，2014，2(8):12－15.