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[摘 要]混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土在施工过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍和常见的现象，本人结合多年参与公路桥梁现场施工工作实践，对部分桥梁在建设过程中常见的一些裂缝类型进行归类总结，通过查找原因分析问题，才能让我们真正地了解各种裂缝的引发成因，进而制订防范措施，达到预防布控之目的。
[关键词]混凝土桥梁 成因综述
中图分类号：U284.15+2 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）25―0460―02
一、混凝土桥梁设计原理
我国现行的公路桥涵规范规定：桥梁应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照适用、经济、安全和美观的原则进行设计，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。有关规范规定：在一般正常大气条件下，钢筋混凝土受弯构件在荷载组合Ⅰ的作用下，计算得到的最大裂缝宽度不应超过0.2mm；在荷载组合Ⅱ和Ⅲ作用下，不应超过0.25mm；处于严重暴露情况（有侵蚀性气体或海洋大气）下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过0.1mm.
混凝土构件容许裂缝的存在，是由混凝土抗拉能力差，容易开裂的缺点决定的。通过对大量的工程实例的研究发现，几乎所有的混凝土构件都是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，一般对结构和使用无大的影响，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土明显的病害，如保护层剥落、钢筋腐蚀，从而导致混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用。
二、混凝土桥梁裂缝的成因分析
随着桥梁使用年龄的增加，车辆的超载现象不断增加，会使细微裂缝不断的扩大，甚至会断裂，此时困扰桥梁工程师的最大问题是对裂缝的形成原因以及对钢筋的腐蚀作用的进一步深入认识，并且作出全面分析，以避免和克服因为裂缝引起的对桥梁使用性能的影响。经过对现在此方面的研究成果和工程实例的分析，混凝土桥梁的裂缝形成原因可大致梳理为以下几个方面：
1.设计原因
此类裂缝是我们在工程实例中发现最多的裂缝形式，许多桥梁设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄。这些都削弱了结构安全性，会严重影响结构的使用。不少桥梁，虽然满足了桥梁设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为出了问题影响结构安全。例如我们发现在混凝土桥梁竖向有截面突变的地方（箱梁、T梁的腹板与顶底板交接处）很容易产生裂缝，
2.材料原因
1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。
4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
3.混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。
2.配合比中水灰比（水胶比）过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土外加剂掺量选择不当。
4.混凝土自身收缩
1.塑性收缩。在施工过程中、混凝土筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和分急剧，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成洞钢筋方向的裂缝。
2.缩水收缩干缩。混凝土结硬以后，随着表层水逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面民缩大、内部收缩小的不均，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂纹。
3.自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无且可以是正的（即收缩、如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
4.炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在温度505℃左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
5.防治措施、混凝土收缩裂缝的特点是大部分表面裂缝，宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，施工时经常用强行增加水泥用量的做法，用不水量大。火灰比越高，混凝土收缩越大。养护方法。良好的养护方法可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时间越长，则混凝土收缩越小。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可用明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20-60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋小距布置，全截面构造配筋率宜低于0.3%，一般可采用0.3%-0.5%。 5.施工不当
在混凝土结构中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：
1.混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
2.混凝土振捣不密实、不均匀、出一蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋诱蚀或其它荷载裂缝的起源点。
3.混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易发生裂缝，既塑性收缩性。
4.混凝土搅拌、运输时间过长，使水分发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
5.混凝土分层或分段时，接头部位处理裂缝。
6.混凝土分层或分段时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。
7.施工时拆模过程，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
6.外界因素
1.桥梁基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。
2.荷载引起的裂缝：此类裂缝是混凝土桥梁在常规动、静荷载及次应力作用下产生的，桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的
3.自然环境的影响：主要是温差引起了混凝土的温度梯度呈非线性分布，而混凝土构件的位移又受到约束，导致局部应力过大，从而出现了裂缝。一般失火、太阳曝晒、骤然降温以及冬季施工均可能导致此类裂缝的发生。预防措施是在设计时重视温度应力，一些大跨径的桥梁，温度应力往往是可以超过活载应力的，另外就是杜绝冬季施工，因为此时施工混凝土在初凝时受冻，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%.
三、结语：
一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，
参考文献
[1] 张建仁、杨伟军、张克波等，服役钢筋混凝土桥梁的可靠性检测与评估研究报告（交通部重点科技项目），2001
[2] 徐启友，桥梁修理与技术改造，人民交通出版社，1992
[3] 肖敏，雷昌龙，混凝土桥梁的病害防治，桥梁建设，2002，2，54～56
[4] 惠云玲，混凝土结构中裂缝的分类、特征、原因及处理办法，工业建筑，1995，8，40～42
[5] 王文娟，绍光晟，昆畹公路大中桥技术状况调查简介，公路，1985（8），24～29
[6] 成井信等，方立志译，PC桥梁的损坏、修补以及今后的措施，国外桥梁，1985（2），20～36
[7] 郭永琛，叶见曙编，桥梁技术改造，人民交通出版社，1991
[关键词]混凝土桥梁 成因综述
中图分类号：U284.15+2 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）25―0460―02
一、混凝土桥梁设计原理
我国现行的公路桥涵规范规定：桥梁应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照适用、经济、安全和美观的原则进行设计，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。有关规范规定：在一般正常大气条件下，钢筋混凝土受弯构件在荷载组合Ⅰ的作用下，计算得到的最大裂缝宽度不应超过0.2mm；在荷载组合Ⅱ和Ⅲ作用下，不应超过0.25mm；处于严重暴露情况（有侵蚀性气体或海洋大气）下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过0.1mm.
混凝土构件容许裂缝的存在，是由混凝土抗拉能力差，容易开裂的缺点决定的。通过对大量的工程实例的研究发现，几乎所有的混凝土构件都是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，一般对结构和使用无大的影响，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土明显的病害，如保护层剥落、钢筋腐蚀，从而导致混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用。
二、混凝土桥梁裂缝的成因分析
随着桥梁使用年龄的增加，车辆的超载现象不断增加，会使细微裂缝不断的扩大，甚至会断裂，此时困扰桥梁工程师的最大问题是对裂缝的形成原因以及对钢筋的腐蚀作用的进一步深入认识，并且作出全面分析，以避免和克服因为裂缝引起的对桥梁使用性能的影响。经过对现在此方面的研究成果和工程实例的分析，混凝土桥梁的裂缝形成原因可大致梳理为以下几个方面：
1.设计原因
此类裂缝是我们在工程实例中发现最多的裂缝形式，许多桥梁设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄。这些都削弱了结构安全性，会严重影响结构的使用。不少桥梁，虽然满足了桥梁设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为出了问题影响结构安全。例如我们发现在混凝土桥梁竖向有截面突变的地方（箱梁、T梁的腹板与顶底板交接处）很容易产生裂缝，
2.材料原因
1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。
4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
3.混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。
2.配合比中水灰比（水胶比）过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土外加剂掺量选择不当。
4.混凝土自身收缩
1.塑性收缩。在施工过程中、混凝土筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和分急剧，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成洞钢筋方向的裂缝。
2.缩水收缩干缩。混凝土结硬以后，随着表层水逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面民缩大、内部收缩小的不均，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂纹。
3.自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无且可以是正的（即收缩、如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
4.炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在温度505℃左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
5.防治措施、混凝土收缩裂缝的特点是大部分表面裂缝，宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，施工时经常用强行增加水泥用量的做法，用不水量大。火灰比越高，混凝土收缩越大。养护方法。良好的养护方法可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时间越长，则混凝土收缩越小。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可用明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20-60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋小距布置，全截面构造配筋率宜低于0.3%，一般可采用0.3%-0.5%。 5.施工不当
在混凝土结构中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：
1.混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
2.混凝土振捣不密实、不均匀、出一蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋诱蚀或其它荷载裂缝的起源点。
3.混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易发生裂缝，既塑性收缩性。
4.混凝土搅拌、运输时间过长，使水分发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
5.混凝土分层或分段时，接头部位处理裂缝。
6.混凝土分层或分段时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。
7.施工时拆模过程，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
6.外界因素
1.桥梁基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。
2.荷载引起的裂缝：此类裂缝是混凝土桥梁在常规动、静荷载及次应力作用下产生的，桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的
3.自然环境的影响：主要是温差引起了混凝土的温度梯度呈非线性分布，而混凝土构件的位移又受到约束，导致局部应力过大，从而出现了裂缝。一般失火、太阳曝晒、骤然降温以及冬季施工均可能导致此类裂缝的发生。预防措施是在设计时重视温度应力，一些大跨径的桥梁，温度应力往往是可以超过活载应力的，另外就是杜绝冬季施工，因为此时施工混凝土在初凝时受冻，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%.
三、结语：
一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，
参考文献
[1] 张建仁、杨伟军、张克波等，服役钢筋混凝土桥梁的可靠性检测与评估研究报告（交通部重点科技项目），2001
[2] 徐启友，桥梁修理与技术改造，人民交通出版社，1992
[3] 肖敏，雷昌龙，混凝土桥梁的病害防治，桥梁建设，2002，2，54～56
[4] 惠云玲，混凝土结构中裂缝的分类、特征、原因及处理办法，工业建筑，1995，8，40～42
[5] 王文娟，绍光晟，昆畹公路大中桥技术状况调查简介，公路，1985（8），24～29
[6] 成井信等，方立志译，PC桥梁的损坏、修补以及今后的措施，国外桥梁，1985（2），20～36
[7] 郭永琛，叶见曙编，桥梁技术改造，人民交通出版社，1991