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浅析混凝土桥梁裂缝产生的原因与防治措施 【摘要】文章分析了混凝土桥梁裂缝产生的原因，并从混凝土桥梁的设计到施工探究混凝土桥梁的裂缝的控制措施，以期提高工程质量。 下载 【关键词】混凝土；桥梁裂缝；防治措施 近年来，随着我国经济的迅猛发展，交通基础建设也是如火如荼，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，因裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土桥梁开裂可以说是“常发病”和 “多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。但如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。本文尝试分析混凝土桥梁裂缝产生的原因，并从混凝土桥梁的设计到施工探究混凝土桥梁的裂缝的控制措施，以期提高工程质量。 一、混凝土桥梁裂缝的类型及产生的原因 （一）从受力的角度划分，可将裂缝分为结构型裂缝和非结构型裂缝 结构型裂缝主要是由受力引起的，如各种结构在主要荷载作用下，抗拉、抗震强度不足，预应力结构在张拉，温度收缩引起的次应力，连续基础不均匀沉降以及温度应力等。这类裂缝基本上是不允许出现的。非结构型裂缝是非受力因素引起的，如施工不当、气候影响等，对这类裂缝，则视承载力的类型和结构的型式，对结构的宽度有所限制，裂缝超过0.15mm都必须处理。 （二）从裂缝的成因划分，可将裂缝分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等 1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时，混凝土将发生变形，一旦变形受阻，则会在结构内产生拉应力，当拉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出活载应力。 2收缩引起的裂缝。收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化，它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始，进行养护之前，此时水泥水化反应剧烈，会出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩。收缩时，表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约，使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力，从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后，此时混凝土表层水分散发快，内部散发慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。 3沉降引起的裂缝。由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，当其超过混凝土结构的抗拉强度时，结构开裂。 4钢筋锈蚀引起的裂缝。由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋中铁离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏。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24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，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。 5冻胀引起的裂缝。混凝土构件是非匀质密实构件，其内部存在各种空隙，当处于吸水饱和状态的混凝土温度低于0时，内部水分冻结，体积膨胀9%，使混凝土因膨胀而产生拉应力导致裂缝出现。冬季施工时，对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施，也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于0和混凝土吸水饱和，是发生冻胀破坏的必要条件。另外，当混凝土中骨料空隙多、吸水性强，骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不足使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。 6施工材料质量引起的裂缝。由于施工中配置混凝土所用材料不合格，可能导致结构出现裂缝。因此，在材料选择时应做到：优选材质，提高混凝土的抗拉性能；应用微膨胀外加剂，改善混凝土的收缩性能；选用有效的缓凝高效碱水剂和粉煤灰，提高大体积混凝土的和易性减少水化热，配合比设计时最大限度地增加粗骨料用量，减小水泥用量。 7施工裂缝。施工裂缝比较普遍，上述几种裂缝中实际上都包含有施工因素，除此之外，在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装、吊装、预应力张拉、管道抽拔、现浇桥面及支座安装等过程中，若施工工艺不合理，都将导致混凝土构件开裂。 二、混凝土桥梁裂缝的防治措施 混凝土裂缝一般是由于混凝土内部应力和外部荷载以及温差、干缩等多方面因素作用下形成的。对桥梁结构，一般裂缝宽度超过0.lmm，就会影响结构构件的耐久性、安全性，因而在设计和施工中宜采取可行、合理的措施对裂缝进行有效控制。这主要应把握好以下几方面内容： 1设计上应尽量避免软土地基上采用超静定结构，对大型桥梁应加强钻探，防止出现软弱下卧层。在施工上要加强基础夯实，做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理，防止产生沉降裂缝。 2在桥梁结构中，墩台、台基桩等水下结构，反复冻融会导致结构疏松引起微裂缝，是比较容易出现裂缝的部位之一。在施工时，混凝土应尽可能一次浇筑，不设施工缝，同时应根据需要对构件进行冻融循环试验并做抗冻强度验算。 3墩身部位容易出现不规则纵向裂缝，且在阳光直射面较多的阳面，墩身易出现网状裂纹。可采取减少水泥用量、降低混凝土的入模温度和降低水泥水化热的温度、加快浇筑混凝土的散热等方法来加以预防。 4混凝土桥面、宽体桥台都容易出现温度裂缝，由于温度裂缝属于活裂缝，其裂缝宽度随环境温度的变化而变化。这类裂缝不宜修补，应以预防为主。在设计上因尽量限制连续浇筑长度，增加防收缩钢筋；在施工中要分段浇筑，并同时采取一些其他措施尽可能地减小混凝土的收缩量。 5进行预应力施工时，后张法采用抽拔管道成孔时，要严格控制抽拔时间，不宜太早，否则会使管壁拉裂，导致灌浆时串孔。先张梁板施工时，要防止成孔胶囊上浮，削弱上部端面过多，在反拱作用下引起板的表面裂缝。 6加强混凝土的振捣和养护，控制混凝土浇筑速度。比如在混凝土初凝前进行二次浇捣，可有效消除因塑性沉降引起的内分层，改善骨料的界面结构，提高混凝土的强度和抗裂能力。此外，因混凝土是一种水硬性材料，养护阶段又离不开水，如采用“蓄水法”养护，不仅能满足强度增长需要，而且对温度控制也十分有利。 总之，混凝土桥梁裂缝是桥梁工程施工中容易产生和难以防范的一个重要问题，如处理不当，将直接影响桥梁的工程质量，并有可能导致严重的后果。桥梁裂缝成因复杂、多样，必须具体问题具体分析，正确把握问题的实质，在各个环节，合理采取相应对策加以防治。有关混凝土桥梁裂缝的研究与探讨，对发现、合理分析和有效控制