探析公路桥梁混凝土裂缝成因控制

郑柯威 张朴

摘要：自从我国步入社会主义现代化建设的发展以来，国家整体经济建设得到显著提升，从而促使我国交通事业快速发展，为了能够适应现代化社会发展需求，我国加大了对交通基础设施的建设工作。目前常用的公路桥梁建筑材料一般都是采用混凝土结构，这种材质一定程度上具有非常优异的特点，但是同样由于在施工中操作不规范、环境条件影响以及公路桥梁自身内部结构的变化等因素，导致我国公路桥梁混凝土经常会出现裂缝问题，严重影响公路桥梁整体结构的稳定性和安全性。通过有效的管理控制措施，降低公路桥梁质量问题的出现。本文通过对公路桥梁裂缝存在的相应种类以及具体成因进行详细介绍，从而提出相应的解决控制措施，整体改善公路桥梁质量安全问题，保障公路桥梁整体内部结构的高质量、高安全，为我国社会可持续发展提供坚实的基础。

关键词：公路桥梁；裂缝；安全

1 公路桥梁裂缝的种类及其成因

钢筋混凝土结构裂缝形成的原因相当复杂，但大致可划分为如下几种。

1.1由荷载引起的裂缝

钢筋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。

直接应力裂缝产生的原因有以下几方面：设计计算阶段的原因。结构不计算或漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；内力与配筋计算错误；设计不考虑施工：钢筋设置偏少或布置错误：设计图纸表述不清等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力导致的裂缝。裂缝产生的原因有以下两个方面：在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算时没有考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。局部应力集中在桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中这些部位难以用准确的图式进行模拟受力计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明受力构件挖孔后力流将产生绕射象。从而导致应力在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，在锚固断面附近可以看到次应力裂缝。若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处以及受力钢筋截断处容易出现裂缝。

1.2混凝土收缩引起的裂缝

混凝土在凝结过程中，会因为外界环境的不同而产生不同程度的体积变化，其中最主要的是收缩变形。收缩变形主要分为塑性变形、干缩变形、自收缩变形、碳化变形。各种收缩变形都可能导致混凝土开裂。几种常见的收縮变形有：（1）塑性收缩。混凝土还处于塑性状态时产生的体积收缩就叫塑性收缩。当混凝土表面水分蒸发大于表面泌水速率时就会产生塑性收缩。（2）干缩变形。混凝土凝结以后，表层水分会逐步蒸发，湿度逐步降低，从而引起混凝土体积减小，这称为混凝土的干缩。由于表面水分蒸发快，内部蒸发慢，因此表层混凝土的收缩大干内部混凝土的收缩，这样表层混凝土就会受到内部混凝土的约束，当约束应力达到此时混凝土的抗拉强度时，就会出现开裂。（3）自收缩。处于与外界无水分交换条件下，混凝土内部未水化的胶凝材料吸收毛细管中的水分而水化，使毛细管失水，由于毛细管压力使水泥浆产生的收缩称为自收缩。

1.3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，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过荷载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：年温度、日照、骤然降温等。

1.4地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够，试验资料不准；地基地质差异太大；结构荷载差异太大；结构基础类型差别大；分期建造的基础；地基冻胀；桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，均可能造成不均匀沉降。

1.5由施工材料质量引起的裂缝

混凝土所采用水泥、砂、骨料、拌、水及外加剂等材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝。钢筋锈蚀也会导致结构出现裂缝。

1.6由施工工艺和质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理或施工质量低劣，都可能引起各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现这样的裂缝。裂缝出现的部位、走向及裂缝宽度则因产生的原因而异。

2 公路桥梁施工裂缝的防治措施

2.1严格控制所用原材料

混凝土主要由水泥、砂、骨料及外加剂拌合而成，若所选材料质量不合格容易导致公路桥梁出现裂缝。要保证水泥的出厂强度，注意其储存条件，不得受潮和过期，要控制水泥中碱性氧化物，可能导致碱骨料反应，容易导致混凝土开裂。要注意施工中所选用的砂石的粒径不能太小、孔隙率不宜太大等，否则会增加拌合水的用量，不仅影响混凝土的后期强度，而且产生的收缩应力变大。

2.2提高公路桥梁施工质量

要加强施工人员的责任感，完善施工的全流程操作，减少施工过程中的各种不规范操作。操作人员对原材料进行严格的抽样检验，及时调整施工配合比保证混凝土振捣密实及其和易性，切实杜绝混凝土在硬化前产生沉实，要严格控制混凝土的配合比及计量投料，拌合时间不应小于2min，在出料前要保证混凝土的和易性，不能出现离析和泌水现象。浇筑时分层浇筑，分层厚度不大于300mm，振捣应让振捣棒插入前层50-100mm，振捣时间约为1min左右，直至排出气泡为止。混凝土在运输过程中不渗漏，不离析，运输时间控制在30分钟以内。若在高温环境中运输到施工现场后要检测混凝土坍落度，以确保蒸发造成水分损失，浇筑时控制钢筋的保护层厚度，施工模板要具有足够刚度，等混凝土达到规范强度后方可拆模。

合理安排施工工序，浇筑过程中避免产生过大高差和侧面长期暴露。改善、提高混凝土的力学性能，提高抗裂能力，避免因混凝土表面干缩出现贯穿裂缝。防止塑性沉降裂缝的措施主要有，在混凝土中加入减水剂，确保混凝土的保护层厚度，混凝土表面进行二次抹灰；加强混凝土早期养护以降低水分蒸发，混凝土养护期采取表面覆盖麻袋浇水湿润养护方法。通过合理安排混凝土施工浇筑顺序及速度来降低内外温差，防止干缩裂缝主要是设计部门增设足够的分布钢筋，减小混凝土水灰比，减少水泥用量，浇筑振捣要密实，表面泌水及浮浆要及时进行清除。

2.3對出现的裂缝处理方法

可以采用表面修补的方法处理对结构承载力没影响的表面轻微裂缝，在裂缝表面粘贴玻璃纤维并涂抹水泥砂浆，防止裂缝继续开裂。对于有防渗要求的部位可采用灌浆法，将胶结材料压入混凝土裂缝中，使混凝土形成一个整体。对于一些影响结构承载能力的裂缝，通常要进行加固处理，具体操作可以由加固公司完成，对于局部严重部位可进行剔除并置换新的混凝土，随着科技的进步现在也可以采用电化学防护法钝化钢筋达到防腐的目的，减小裂缝对公路桥梁的质量影响。

3结束语

伴随我国社会整体不断快速发展，促使我国城市工程项目的增加。公路桥梁施工中广泛应用到的混凝土常常会受到施工环境、施工人员操作、施工材料选购以及混凝土配制比列等因素的影响，造成公路桥梁混凝土出现不同程度的裂缝问题，严重影响公路桥梁整体内部结构的稳定性、安全性、可靠性。通过加强施工各方面的管理控制措施，整体改善混凝土裂缝等问题的出现。整体提升我国公路桥梁工程施工中质量的提升，从而保障我国工程建设的发展，为我国国民经济效益的增长提供坚实的保障。

参考文献

[1]魏小兵.论公路桥梁混凝土裂缝成因及有效预防措施[J].城市建筑理论研究（电子版）.2012（8）.

[2]唐海燕.公路桥梁混凝土裂缝的成因及预防措施[J].商品与质量·建筑与发展.2014（10）.

[3]张艳.公路桥梁施工阶段混凝土裂缝的成因及预防措施[J].建材发展导向.2014（8）.

（1.作者身份证号码：412801198102160617；

2.作者身份证号码：412826197903150032）