摘要：為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文對橋梁工程混凝土裂縫成因進行了分析，提出了應(yīng)對措施

　　關(guān)鍵詞：橋梁施工,混凝土裂縫,成因分析,應(yīng)對措施

　　混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。大量的工程實踐和理論分析表明，幾乎所有的混凝土構(gòu)件均是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見(<0.05mm)，一般對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害，可允許其存在;有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴重時甚至發(fā)生垮塌事故，危害結(jié)構(gòu)的正常使用，必須加以控制。

　　一、混凝土橋梁裂縫的成因分析

　　(一)混凝土用料選用不當引起的裂縫

　　1、水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高;普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。此外，水泥標號越低、單位體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，并且發(fā)生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法，結(jié)果收縮應(yīng)力明顯加大。

　　2、骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低;而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。此外，骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。

　　3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。

　　4、外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。

　　(二)設(shè)計和施工不合理產(chǎn)生的裂縫

　　此類裂縫是我們在工程實例中發(fā)現(xiàn)最多的裂縫形式，許多橋梁設(shè)計人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)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(gòu)件截面過薄。這些都削弱了結(jié)構(gòu)安全性，會嚴重影響結(jié)構(gòu)的使用。不少橋梁，雖然滿足了橋梁設(shè)計規(guī)范的強度要求，僅用了5～10年就因為出了問題影響結(jié)構(gòu)安全。例如我們發(fā)現(xiàn)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?shù)装褰唤犹?很容易產(chǎn)生裂縫，研究分析結(jié)果顯示：混凝土在澆筑后發(fā)生水化反應(yīng)、泌水和大量水分蒸發(fā)，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?xí)r受到鋼筋的阻擋，便產(chǎn)生了沿鋼筋方向的裂縫。

　　(三)自然環(huán)境的影響產(chǎn)生的裂縫

　　自然環(huán)境的影響主要是溫差引起了混凝土的溫度梯度呈非線性分布，而混凝土構(gòu)件的位移又受到約束，導(dǎo)致局部應(yīng)力過大，從而出現(xiàn)了裂縫。一般失火、太陽曝曬、驟然降溫以及冬季施工均可能導(dǎo)致此類裂縫的發(fā)生。預(yù)防措施是在設(shè)計時重視溫度應(yīng)力，一些大跨徑的橋梁，溫度應(yīng)力往往是可以超過活載應(yīng)力的，另外就是杜絕冬季施工，因為此時施工混凝土在初凝時受凍，成齡后混凝土強度損失可達30%～50%。

　　(四)荷載引起的裂縫

　　此類裂縫是混凝土橋梁在常規(guī)動、靜荷載及次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的，橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)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(xù)的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發(fā)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(jié)構(gòu)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(zāi)難性的。工程實例中此類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴重部位，且裂縫特征如下：

　　1、受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。

　　2、受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。

　　3、受彎。彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊沿開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時，裂縫間可見較短的次裂縫。當結(jié)構(gòu)配筋較少時，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。

　　4、受剪。當箍筋太密時發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大于45°方向的斜裂縫;當箍筋適當時發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45°方向相互平行的斜裂縫。

　　5、受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45°方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開。

　　二、橋梁混凝土裂縫的施工控制措施

　　(一)施工前合理設(shè)計荷載及道路橋梁的布局。

　　在進行道路橋梁施工前的設(shè)計階段，相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)項目的具體情況，科學(xué)的對道路橋梁的整體布局進行規(guī)劃且合理的對施工中所需的鋼筋進行布局，與此同時要全面考慮施工中道路橋梁以及施工中機械等的荷載，以便設(shè)計時的荷載要遠大于現(xiàn)實施工中的荷載，進而保證實際荷載在混凝土強度的范圍內(nèi)，從而達到克服施工中混凝土裂縫出現(xiàn)的目的。

　　(二)嚴格控制混凝土的組成材料。

　　增加混凝土抗裂縫強度的首要問題，就是對混凝土組成材料質(zhì)量的嚴格把關(guān)。無論是對水泥的強度質(zhì)量還是對骨料的直徑大小及抗壓強度都要進行嚴格的檢查篩選，以保證高質(zhì)量的混凝土組成材料，才能與設(shè)計中的預(yù)算荷載相符合。同時還要注意混凝土的各種材料配比以及攪拌時的科學(xué)合理性，嚴格按照相關(guān)規(guī)定及實際情況計算混凝土的配合比例，并且合理控制攪拌時水的加入量，以此來控制混凝土體積的變形，最大程度的保證混凝土的抗裂性。

　　(三)防止溫度變化引起裂縫

　　在施工過程中，多數(shù)施工單位會選擇在施工地點直接進行混凝的攪拌工作，如此會節(jié)省大量是時間和造價成本。但是要注意混凝土在攪拌的過程中，需適當?shù)慕o隨時澆水，這樣做是為了冷卻碎石從而使混凝土的溫度降低。特別在夏季施工時，更要加強對溫度的控制，例如夏季炎熱時節(jié)施工時，要盡量減少混凝土的澆筑厚度，以便混凝土能夠更好的通過澆筑層面積進行充分的散熱，必要的時候混凝土內(nèi)部要增設(shè)降溫管來保證混凝土的抗裂性。高質(zhì)量的混凝土具有較強的抗裂性，所以對施工時混凝土的攪拌、堆放方式以及澆注過程都要重視起來，并且注意高溫時加強對混凝土的澆水養(yǎng)護措施、低溫時加強對混凝土的表面保溫措施，這樣才能在最大程度上加強混凝土的抗裂性，從而降低施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的幾率。

　　三、裂縫的補救措施

　　對于混凝土裂縫的補救措施要根據(jù)裂縫的產(chǎn)生原因，采取與之相對應(yīng)的措施進行補救，目前我國普采取用以下幾種補救措施：首先對于混凝土出現(xiàn)的裂縫如果較小，并且寬度小于0.15mm、深度不及鋼筋結(jié)構(gòu)，此時可對裂縫進行簡單的表面處理即可，即用水沖洗并濕潤混凝土裂縫，再用相應(yīng)比例的水泥砂漿進行抹平至與原表面一致;其次對于混凝土出現(xiàn)寬度在0.1mm至1.5mm間的裂縫時，就要鑿開裂縫并將其清理干凈，采用相應(yīng)比例的水泥砂漿進行填充然后抹平;另外就是普遍被使用的灌漿措施，這種補救措施對于裂縫的大小深度沒有明確的要求，只是用灌漿泵將配置好的水泥砂漿灌入裂縫中，從而修復(fù)裂縫。

　　結(jié)語

　　一座橋梁從建成到使用，牽涉到設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營管理等各個方面。由上述可知，設(shè)計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力，均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。因此，嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標準進行設(shè)計、施工和監(jiān)理，是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，也是相當重要的一個環(huán)節(jié)。

　　參考文獻：

　　【1】王志江.談對荷載引起的橋梁裂縫問題的探討.中國期刊網(wǎng).2009.08.

　　【2】論公路橋梁混凝土裂縫成因及有效預(yù)防措施.月期網(wǎng).2011.10.