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【摘要】随着我国公路建设的快速发展，桥梁施工裂缝是工程建设中常见却很难消除的难题,本文简单分析了桥梁裂缝形成的主要原因，提出了裂缝的预防措施及处理方法。
【关键词】桥梁；裂缝；裂缝成因；预防措施；处理方法
前言：
桥梁是公路系统重要的组成部分，而桥梁混凝土裂缝是影响其结构使用寿命的重要因素之一，裂缝产生的原因各有不同，施工中应针对工程状况，分析容易产生裂缝的部位及原因，制定有效的防治措施，控制施工裂缝的发展，保证工程质量，从而延长桥梁的使用寿命。
1 裂缝的成因分析
1.1 混凝土收缩引起的裂缝。混凝土收缩所产生的裂缝是最常见的一种裂缝，包括塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩等，实际，以前两种收缩裂缝为主。混凝土浇筑4～5h后，水泥水化反应激烈，逐渐形成分子链，水分急剧蒸发，骨料下沉，混凝土硬化尚未完成，此时发生的收缩称为塑性收缩。骨料下沉，受到钢筋阻挡，形成沿钢筋方向的裂缝，此即为塑性收缩裂缝。混凝土初步硬化完成后，表层水分逐渐蒸发，湿度逐渐降低，混凝土体积逐渐减小，称为缩水收缩。混凝土内外收缩不均匀，表面收缩大，因此会受到内部混凝上的约束，表面混凝土将会承受拉力，超过抗拉强度后，便会产生收缩裂缝。
1.2 施工工艺质量引起的裂缝。①支架地基未压实、基础承载力不够，浇筑混凝土后支架产生不均匀沉降；②支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足，浇筑混凝土中,混凝土自重及侧向压力迫使模板变形；过旱拆模或野蛮拆模引起的裂缝；③混凝土搅拌、运输时间民，引起混凝土坍落度过低，和易性不好；④混凝土配合比不符合规范要求，水泥、碎石、砂、外加剂、外掺料等不符合规范要求；⑤擅自更改设计水灰比，从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加；⑥混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑，混凝土浇筑不连续；施工缝处理不到位；⑦混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻而、空洞等，削弱了截而承载力，引起钢筋锈蚀等；⑧混凝土养护措施不当，使得混凝土的结构强度未达到设计目标；○9钢筋保护层不符合设计要求。
1.3 温度变化引起的裂缝。混凝土桥梁属于大体积混凝土工程，在浇筑过程中,混凝土内会产生较大的水化热，如果采取的措施不当，会造成混凝土内外的温差过大，产生较大的温差应力，从而导致混凝土产生裂缝。
1.4 荷载作用产生的裂缝。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，又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。承受拉(轴)力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应力，承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力，它们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。裂缝一般沿构件宽度方向貫通部分截面或全截面。根据截面形状的不同，荷载裂缝的形态也会有所不同。
1.5 基础变形引起的裂缝。桥梁工程一般跨度大，宽度窄，基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，即使是很小的数值也会在结构中引起较大的附加应力，一旦超出结构的抗拉能力，就会发生开裂。基础沉降变形的主要原因有地质差异太大或勘察不详、结构荷载或基础类型差别太大等。
除了以上所列的几种裂缝以外，施工材料缺陷、气候变化等也会对桥梁裂缝的产生有影响，需要结合具体工程条件及施工过程中的变化，做好动态控制的各项准备。
2 裂缝预防措施
2.1 确定最佳配合比
2.1.1 选用优质原材料
(1)水泥：选用水化热较低、收缩量较小、干缩值较小、高标号、早期强度较高的、含碱量较低的、初凝时间较长的水泥，以减少水化热量总量，减小温差变化幅度，减少水泥水化时收缩量，增强水泥胶和物的早期强度，从而避免因温差、干缩等原因产生裂缝。
(2)粗细集料：选用吸水率较小、收缩性较低、级配良好的骨料，控制骨料中云母、含泥量、有机质和轻物质和硫化物的含量，以减少骨料的收缩，增强混凝土强度。
2.1.2 确定最佳配合比
（1）水灰比：一般来说用水量越大，水灰比越高，混凝土干缩越大。水灰比一般控制在0.5以下。
（2）外掺矿物粉：为减小混凝土中水泥含量，减少水化热及收缩，一般采取外掺粉煤灰等矿物粉，替代混凝土中部分水泥含量，矿物粉掺配比例宜占胶凝总量的1/4。
（3）外加剂：掺加高效减水、增塑、缓凝剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，减少水化热总量，减少混凝土干缩，推迟热峰的出现时间。
2.2 定量预测
计算大体积混凝土温度、应力、平均整浇长度（伸缩缝间距），确定混凝土内外最大温差、最大应力、最长伸缩缝间距，当其超过混凝土极限抗拉强度时，需在施工方案中采取降温、延长温度变化时间，或增加应力释放途径，或增加伸缩缝来避免产生裂缝。计算支架及模板的刚度及挠度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成强度前不均匀沉降而产生裂缝。
2.3 合理施工
在混凝土结构立模、浇筑、预制构件运输、堆放、拼装及吊装过程中，必须合理组织施工，防止因施工原因产生裂缝。
2.3.1 混凝土立模与支架
模板与支架必须具有足够的强度和刚度。支架设置在具有足够强度的地基上，防止因不均匀沉降而产生裂缝。在支架拆除时，施工顺序正确，避免由于产生瞬时动荷载而导致的对结构产生冲击作用而产生的裂缝。
2.3.2 混凝土浇筑
（1）混凝土施工时，必须严格按照规范施工，尽量克服由于材料性质所产生的裂缝。
（2）混凝土搅拌与运输时，要合理确定施工时间的长短，防止混凝土水灰比加大，避免混凝土凝结硬化时收缩量增加，防止水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使混凝土出现不规则的收缩裂缝。
（3）混凝土振捣时，防止过振、漏振及振捣不密实，严禁出现混凝土中粗细骨料不均匀、硬化后沉落过大及成型后出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀等现象，避免混凝土抵抗裂缝的抗拉强度降低、塑性收缩及成为荷载裂缝的起点。 （4）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理好，防止在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。浇筑时分层适度，使混凝土中水化热合理散发。
（5）混凝土初期养护时不得急剧干燥或早期受冻，防止混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收縮裂缝、局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。
（6）在长、高较大而宽度较小、配筋较多、预留孔道较多的结构混凝土浇筑振捣时，采用多种方法浇筑，可避免振捣控制不力及蜂窝、麻面、空洞的产生。
2.3.3 预制构件运输、堆放、吊装
预制构件堆放时，支承垫木在一条垂直线上，悬臂不能过长，运输过程中防止剧烈颠撞，吊装时吊点位置恰当，在刚度较小的方向设置可靠的加固措施等，均可避免应力裂缝的产生。2.4 实时监控
2.4.1 支架及模板变形监控
对于重要结构部位，如悬臂施工刚构0#块支架、挂蓝、连续箱梁满堂支架等施工前要进行等荷载预压，实际测得变形值，施工时据实测变形值预设预拱度。浇筑混凝土过程中，专人负责检查支架及模板稳定性，准备必需的工具、材料，在发现变形时，在混凝土处于流态时及时支护。
2.4.2 混凝土配合比监控
实测粗细骨料含水量，计算出施工配合比。搅拌过程中，水量通过时间来控制，粗细骨料及水泥、外掺矿粉通过电子计量来控制，外加剂通过量杯保证按施工配合比搅拌混凝土，严禁随意更改水灰比。
2.4.3 温度监控
（1）控制混凝土入模温度低于30℃，实时监控构件中混凝土终凝前内外温度，尤其是浇筑后1天～3天内水化热高峰时。
（2）实测循环冷却降温管进出口水温，据内外温差值确定冷却水流量、冷却水温度，保证混凝土内外温差在规范允许范围内。
3 裂缝处理
对于已经产生的裂缝，需要根据实际情况采取不同的方法进行处理。一般来说，混凝土裂缝的处理方法通常主要有：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法等。
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2 灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4 结语
总之，在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，抓好施工中的每一道工序的质量，并根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，确保工程质量。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业，1997
[2]彭立海、阎士勤、张春生、翟建.大体积混凝土温控与防裂2005.11
[3]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5
【关键词】桥梁；裂缝；裂缝成因；预防措施；处理方法
前言：
桥梁是公路系统重要的组成部分，而桥梁混凝土裂缝是影响其结构使用寿命的重要因素之一，裂缝产生的原因各有不同，施工中应针对工程状况，分析容易产生裂缝的部位及原因，制定有效的防治措施，控制施工裂缝的发展，保证工程质量，从而延长桥梁的使用寿命。
1 裂缝的成因分析
1.1 混凝土收缩引起的裂缝。混凝土收缩所产生的裂缝是最常见的一种裂缝，包括塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩等，实际，以前两种收缩裂缝为主。混凝土浇筑4～5h后，水泥水化反应激烈，逐渐形成分子链，水分急剧蒸发，骨料下沉，混凝土硬化尚未完成，此时发生的收缩称为塑性收缩。骨料下沉，受到钢筋阻挡，形成沿钢筋方向的裂缝，此即为塑性收缩裂缝。混凝土初步硬化完成后，表层水分逐渐蒸发，湿度逐渐降低，混凝土体积逐渐减小，称为缩水收缩。混凝土内外收缩不均匀，表面收缩大，因此会受到内部混凝上的约束，表面混凝土将会承受拉力，超过抗拉强度后，便会产生收缩裂缝。
1.2 施工工艺质量引起的裂缝。①支架地基未压实、基础承载力不够，浇筑混凝土后支架产生不均匀沉降；②支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足，浇筑混凝土中,混凝土自重及侧向压力迫使模板变形；过旱拆模或野蛮拆模引起的裂缝；③混凝土搅拌、运输时间民，引起混凝土坍落度过低，和易性不好；④混凝土配合比不符合规范要求，水泥、碎石、砂、外加剂、外掺料等不符合规范要求；⑤擅自更改设计水灰比，从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加；⑥混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑，混凝土浇筑不连续；施工缝处理不到位；⑦混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻而、空洞等，削弱了截而承载力，引起钢筋锈蚀等；⑧混凝土养护措施不当，使得混凝土的结构强度未达到设计目标；○9钢筋保护层不符合设计要求。
1.3 温度变化引起的裂缝。混凝土桥梁属于大体积混凝土工程，在浇筑过程中,混凝土内会产生较大的水化热，如果采取的措施不当，会造成混凝土内外的温差过大，产生较大的温差应力，从而导致混凝土产生裂缝。
1.4 荷载作用产生的裂缝。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，又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。承受拉(轴)力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应力，承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力，它们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。裂缝一般沿构件宽度方向貫通部分截面或全截面。根据截面形状的不同，荷载裂缝的形态也会有所不同。
1.5 基础变形引起的裂缝。桥梁工程一般跨度大，宽度窄，基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，即使是很小的数值也会在结构中引起较大的附加应力，一旦超出结构的抗拉能力，就会发生开裂。基础沉降变形的主要原因有地质差异太大或勘察不详、结构荷载或基础类型差别太大等。
除了以上所列的几种裂缝以外，施工材料缺陷、气候变化等也会对桥梁裂缝的产生有影响，需要结合具体工程条件及施工过程中的变化，做好动态控制的各项准备。
2 裂缝预防措施
2.1 确定最佳配合比
2.1.1 选用优质原材料
(1)水泥：选用水化热较低、收缩量较小、干缩值较小、高标号、早期强度较高的、含碱量较低的、初凝时间较长的水泥，以减少水化热量总量，减小温差变化幅度，减少水泥水化时收缩量，增强水泥胶和物的早期强度，从而避免因温差、干缩等原因产生裂缝。
(2)粗细集料：选用吸水率较小、收缩性较低、级配良好的骨料，控制骨料中云母、含泥量、有机质和轻物质和硫化物的含量，以减少骨料的收缩，增强混凝土强度。
2.1.2 确定最佳配合比
（1）水灰比：一般来说用水量越大，水灰比越高，混凝土干缩越大。水灰比一般控制在0.5以下。
（2）外掺矿物粉：为减小混凝土中水泥含量，减少水化热及收缩，一般采取外掺粉煤灰等矿物粉，替代混凝土中部分水泥含量，矿物粉掺配比例宜占胶凝总量的1/4。
（3）外加剂：掺加高效减水、增塑、缓凝剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，减少水化热总量，减少混凝土干缩，推迟热峰的出现时间。
2.2 定量预测
计算大体积混凝土温度、应力、平均整浇长度（伸缩缝间距），确定混凝土内外最大温差、最大应力、最长伸缩缝间距，当其超过混凝土极限抗拉强度时，需在施工方案中采取降温、延长温度变化时间，或增加应力释放途径，或增加伸缩缝来避免产生裂缝。计算支架及模板的刚度及挠度，防止因支架及模板的下沉而引起混凝土在未形成强度前不均匀沉降而产生裂缝。
2.3 合理施工
在混凝土结构立模、浇筑、预制构件运输、堆放、拼装及吊装过程中，必须合理组织施工，防止因施工原因产生裂缝。
2.3.1 混凝土立模与支架
模板与支架必须具有足够的强度和刚度。支架设置在具有足够强度的地基上，防止因不均匀沉降而产生裂缝。在支架拆除时，施工顺序正确，避免由于产生瞬时动荷载而导致的对结构产生冲击作用而产生的裂缝。
2.3.2 混凝土浇筑
（1）混凝土施工时，必须严格按照规范施工，尽量克服由于材料性质所产生的裂缝。
（2）混凝土搅拌与运输时，要合理确定施工时间的长短，防止混凝土水灰比加大，避免混凝土凝结硬化时收缩量增加，防止水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使混凝土出现不规则的收缩裂缝。
（3）混凝土振捣时，防止过振、漏振及振捣不密实，严禁出现混凝土中粗细骨料不均匀、硬化后沉落过大及成型后出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀等现象，避免混凝土抵抗裂缝的抗拉强度降低、塑性收缩及成为荷载裂缝的起点。 （4）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理好，防止在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。浇筑时分层适度，使混凝土中水化热合理散发。
（5）混凝土初期养护时不得急剧干燥或早期受冻，防止混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收縮裂缝、局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。
（6）在长、高较大而宽度较小、配筋较多、预留孔道较多的结构混凝土浇筑振捣时，采用多种方法浇筑，可避免振捣控制不力及蜂窝、麻面、空洞的产生。
2.3.3 预制构件运输、堆放、吊装
预制构件堆放时，支承垫木在一条垂直线上，悬臂不能过长，运输过程中防止剧烈颠撞，吊装时吊点位置恰当，在刚度较小的方向设置可靠的加固措施等，均可避免应力裂缝的产生。2.4 实时监控
2.4.1 支架及模板变形监控
对于重要结构部位，如悬臂施工刚构0#块支架、挂蓝、连续箱梁满堂支架等施工前要进行等荷载预压，实际测得变形值，施工时据实测变形值预设预拱度。浇筑混凝土过程中，专人负责检查支架及模板稳定性，准备必需的工具、材料，在发现变形时，在混凝土处于流态时及时支护。
2.4.2 混凝土配合比监控
实测粗细骨料含水量，计算出施工配合比。搅拌过程中，水量通过时间来控制，粗细骨料及水泥、外掺矿粉通过电子计量来控制，外加剂通过量杯保证按施工配合比搅拌混凝土，严禁随意更改水灰比。
2.4.3 温度监控
（1）控制混凝土入模温度低于30℃，实时监控构件中混凝土终凝前内外温度，尤其是浇筑后1天～3天内水化热高峰时。
（2）实测循环冷却降温管进出口水温，据内外温差值确定冷却水流量、冷却水温度，保证混凝土内外温差在规范允许范围内。
3 裂缝处理
对于已经产生的裂缝，需要根据实际情况采取不同的方法进行处理。一般来说，混凝土裂缝的处理方法通常主要有：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法等。
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2 灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4 结语
总之，在桥梁施工过程中，只要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，抓好施工中的每一道工序的质量，并根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，确保工程质量。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业，1997
[2]彭立海、阎士勤、张春生、翟建.大体积混凝土温控与防裂2005.11
[3]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5