摘要:混凝土橋梁在施工和使用過程中，混凝土裂縫經常出現。混凝土裂縫使空氣中的有害氣體或物質滲入到梁體內部，從而導致鋼筋銹蝕，影響著整座結構的耐久性，甚至危及整個橋梁的安全性。所以搞清楚橋梁裂縫產生的原因，并進一步提出了防治措施對提高橋梁的運營壽命具有重要的意義。
　　關鍵詞:混凝土橋梁,裂縫,成因,防治
　　
　　混凝土橋梁在施工和使用過程中，混凝土裂縫經常出現。混凝土裂縫使空氣中的有害氣體或物質滲入到梁體內部，從而導致鋼筋銹蝕，影響著整座結構的耐久性，甚至危及整個橋梁的安全性。所以搞清楚橋梁裂縫產生的原因，并進一步提出了防治措施對提高橋梁的運營壽命具有重要的意義。本文對混凝土橋梁裂縫產生的主要原因進行分析，并提出一些裂縫的防治措施。
　　一、常見的混凝土橋梁裂縫的成因
　　1、設計不當形成裂縫
　　此類裂縫是我們在工程實例中發現最多的裂縫形式，許多橋梁設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足，冗余性小；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄。這些都削弱了結構安全性，會嚴重影響結構的使用。不少橋梁，雖然滿足了橋梁設計規范的強度要求，僅用了5～10年就因為出了問題影響結構安全。例如我們發現在混凝土橋梁豎向有截面突變的地方（箱梁、T梁的腹板與頂底板交接處）很容易產生裂縫，研究分析結果顯示：混凝土在澆筑后發生水化反應、泌水和大量水分蒸發，混凝土因失水而收縮，而骨料因重力影響向下沉降，但此時混凝土的強度和硬度都不高，骨料下沉時受到鋼筋的阻擋，便產生了沿鋼筋方向的裂縫。
　　2、材料選擇不當形成裂縫
　　混凝土主要是由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。主要表現在以下幾點：水泥安定性不合格、強度不足、水泥受潮或過期，導致混凝土強度不足，從而引起混凝土開裂；砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和用水量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大；拌合水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。
　　3、施工工藝質量導致的裂縫
　　在橋梁建設中，有相當一部分的鋼筋混凝土橋梁的裂縫是由于施工方面的原因造成的，在混凝土結構構件制作、運輸、安裝過程中，施工工藝不合理、施工質量較低，容易產生各種形式的裂縫。在現場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生；混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，即塑性收縮裂縫；此外，模板剛度不足，接縫處理不當，保護層厚度不夠或鋼筋被擾動，模板漏漿，支撐下沉，拆模過早，初期受凍，初期養護不夠，硬化前受振動或加荷，養護混凝土時內外溫差過大等，都是施工過程中容易導致裂縫的原因。
　　4、溫度變化引起的裂縫
　　目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生彎化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力，溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏，引起溫度變化的主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工措施不當等。如由于年溫差對橋梁結構的影響主要是導致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施相協調，只有結構的位移受到限制時才會引起溫度裂縫；而日照和居然降溫則是導致結構溫度裂縫的最常見原因，主梁或橋墩面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身的約束作用，導致局部拉應力較大，出現裂縫。此外，在施工過程中大體積混凝土澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內部溫差太大，也容易致使表面出現裂縫。
　　5、荷載引起的裂縫
　　荷載引起的裂縫是混凝土橋梁在常規動、靜荷載及次應力作用下產生的，橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結構內產生循環變化的應力，不但會引起結構的振動，還會引起結構的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的。
　　二、混凝土橋梁裂縫的防治措施
　　1、設計控制
　　設計時，應該采取合理的計算模型、限制施工機具的堆放、限制超過設計荷載的重型車輛過橋等方法避免結構產生荷載裂縫。同時，在設計階段要盡量避免截面突變的存在，不能避免時要做特殊的處理，可將突變截面做成漸變截面，同時適量的增加鋼筋數量，以保證不出現裂縫。
　　2、嚴格控制材料的選擇
　　施工工藝的保證混凝土構件質量的關鍵。除施工的施工操作應嚴格按照施工技術規范的有關規定進行，對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）都應進行嚴格的抽樣檢驗，要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥，在條件允許的情況下，盡可能采用普通水泥、火山灰水泥等收縮性較低的水泥，砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗滲性。要正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法，對膨脹劑應充分考慮到不同品種、不同摻量所起到不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。此外，配合比設計人員應深入現場，監督施工現場的澆搗工藝、操作水平、構建截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度，對混凝土配合比應進行對比試驗，在高溫下或雨后施工對砂、碎石應進行含水量實驗，針對現場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比，協助現場搞好構件的養護工作確保混凝土的施工質量。
　　3、加強施工質量的控制
　　對施工質量的控制主要表現在以下幾個方面：第一，澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，時間過短，振搗不密實，形成混凝土強度不足或不均勻；時間太長，造成分層，粗骨料沉人底層，細骨料留在上層，強度不均勻，上層易產生裂縫。應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。第二，混凝土的早期養護工作尤為重要，以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。混凝土灌注完，要立即罩上養護罩布，靜養4h后通氣進行養護，養護期間主要是控制好構件的濕潤養護，養護時間為14d～28d，
　　4、溫度的控制
　　對于這一類原因引起的裂縫，主要有以下控制措施：首先，改善骨科級配，采用于硬性混凝土，盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，加添加劑等措施以減少混凝土跌水泥用量，降低水化熱。其次，在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間；高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。再次，規定合理的拆模時問，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度變化，施工中長期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結構，在寒冷季節采用保溫等措施。最后，加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。
　　三、結束語
　　在工程實踐中，混凝土橋梁產生裂縫很常見，對易出現裂縫的部位，通過施工過程的嚴格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數量，減少裂縫的長度和寬度，通過對裂縫的妥善處理，使裂縫不至于對結構產生危害，保證結構的正常使用。
　　
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