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摘要：随着社会经济的发展，国家基础建设的需要，桥梁作为连接地方经济的重要枢纽，己在我国得到广泛的应用，作為桥梁中重要组成材料混凝土，它的施工方法、工艺与施工过程中存在的问题造成混凝土后期产生的裂缝进行探讨。本文将主要针对桥梁裂缝常见的问题及成因分析，提出了相关问题的解决措施。
关键词：桥梁混泥土 裂缝 施工工艺 温度控制养护
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
混凝土桥梁造价相对较低、取材广泛且抗压强度高耐火性好，在桥梁建筑中应用很广泛。但由于其抗拉能力差导致容易开裂产生裂缝。近年来由于裂缝而导致工程质量低下甚至出现坍塌的事故时常出现，因此对裂缝问题应该引起高度重视。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力作用、外部荷载作用、温度变化等因素作用下形成的。有些裂缝在荷载作用及外界物理、化学因素的作用下不断扩展，从影响混凝土表面的美观，到减小钢筋的混凝土保护层厚度，直至引发混凝土面层剥落造成钢筋的锈蚀，从而降低混凝土的抗冻性及耐久性。严重时甚至发生垮塌事故，所以对裂缝必须加以控制。
1、裂缝的成因及种类
混凝土裂缝的成因很多，有时还由多种因素相互影响而成。为了便于分析，根据裂缝产生的原因将常见裂缝分为荷载引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、施工工艺质量引起的裂缝温度和湿度变化引起的裂缝等五大类。
（1）荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。桥梁负载的原因有多种，比如在设计时计算模型的不合理或设计断面和结构刚度的不足等;在施工时对设计图纸理解错误，改变受力模式，或构件的运输、安装不规范等;在使用时，超重车辆的碾压，或地震、爆炸等外力因素影响等。
（2）收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在开始初凝以及养护之前，水泥发生水化反应，水分急剧蒸发造成混凝土的失水收缩，此时由于桥梁表层受到模板及钢筋等的制约，混凝土产生拉应力出现裂缝。塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
（3）地基变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：①地质勘察精度不够、试验资料不准。②地基地质差异大。③结构荷载差异太大。④结构基础类型差别大。⑤分期建造的基础。⑥地基冻胀。⑦桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质。⑧桥梁建成以后，原有地基条件变化。
（4）施工工艺引起的裂缝
在混凝土结构浇筑，构件制作，起模，运输，堆放，拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，容易产生纵向、横向、斜向、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，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不同而不同。
（5）温度和湿度变化引起的裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
2、桥梁施工中混凝土裂缝的控制策略
（1）由设计不合理和荷载作用引起的混凝土裂缝，主要是在设计上加以控制。这要求设计者在设计阶段，结构计算要考虑全面，不要漏记或者少算荷载;计算模型尽量合理，结构受力假设与实际受力要与实际相符合;结构安全系数要取足;结构设计时要考虑到当地施工的可能性;多取几个设计断面进行核查;钢筋布置在钢筋配筋率和钢筋应力大致相同的情况下尽量采用“细筋多根”，而少采用“粗筋少根”的原则;构造处理要满足规范要求。次应力按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的，例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），因为在突变的位置会产生巨大的应力集中。当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
（2）对于收缩引起的裂缝，由于这类裂缝一般发生在混凝土结硬初期，因此需要良好的初期养护条件和合适的混凝土配合比设计，所以在施工规程中，提出要严格控制混凝土的配合比，并在混凝土浇筑后及时覆盖浇水养护，在干燥环境下更应注意加强养生，保证混凝土养护条件和时间。同时应注意合理配置适当的构造钢筋，以防止过宽的收缩裂缝。
（3）对于地基础变形引起的裂缝，主要是在前期要在桥位处要做详细、细致的地质勘察，一定要确保地质情况的准确性，如果在施工期间发现实际地质资料与设计不符，一定要及时要求设计单位对裂缝进行复算、核查。对于大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大等类似情况，只能采取及时的观察监测，一旦裂缝发生，则必须采取适当的措施，必要时应对地基进行处理。
（4）对于因温度变化过大造成的裂缝，主要预防措施：①采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;②拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;④在混凝土中埋设水管，通入冷水降温;⑤规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。
（5）施工工艺措施。在施工时，首先要控制施工的材料，要严格按照施工标准要求选择合适的材料。其次要按照最优的比例来进行混凝土拌合。要确保混凝土和易性好、不析水、不离析。浇筑时要选择分层浇筑，分层的厚度不要大于三十厘米，同时还要防止钢筋、定位筋、模板、垫块以及预埋管道发生一定的变形位移，并且要确保混凝土可以填充到每个角落，避免共振引起干缩裂缝和塑性裂缝等。
（6）此外还应加强混凝土的早期养护及后期的护养工作。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。后期的养护直接关乎到桥梁的使用寿命问题，极为重要。
3、 结束语
造成桥梁混凝土产生裂缝的原因较为多样化，为保证上述可控的桥梁质量问题，应该从各个环节控制，加强管理。桥梁在国家的交通运输中发挥着重要的作用，因此必须要保证桥梁的质量。我们应尽量减少因为设计疏漏、施工低劣、监管不力、后期管理不到位等人为因素所产生的混凝土裂缝问题，从而保证桥梁不会因为混凝土裂缝扩展导致钢筋腐蚀、脆性断裂等病害发生。
作者简介：廖惠平（1972.8），男，汉族，四川成都（籍贯），
工作单位：四川交通职业技术学院，毕业单位：四川交通职业技术学院 中级试验师（职称） 研究方向 ：公路桥梁混凝土病害。
关键词：桥梁混泥土 裂缝 施工工艺 温度控制养护
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
混凝土桥梁造价相对较低、取材广泛且抗压强度高耐火性好，在桥梁建筑中应用很广泛。但由于其抗拉能力差导致容易开裂产生裂缝。近年来由于裂缝而导致工程质量低下甚至出现坍塌的事故时常出现，因此对裂缝问题应该引起高度重视。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力作用、外部荷载作用、温度变化等因素作用下形成的。有些裂缝在荷载作用及外界物理、化学因素的作用下不断扩展，从影响混凝土表面的美观，到减小钢筋的混凝土保护层厚度，直至引发混凝土面层剥落造成钢筋的锈蚀，从而降低混凝土的抗冻性及耐久性。严重时甚至发生垮塌事故，所以对裂缝必须加以控制。
1、裂缝的成因及种类
混凝土裂缝的成因很多，有时还由多种因素相互影响而成。为了便于分析，根据裂缝产生的原因将常见裂缝分为荷载引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、施工工艺质量引起的裂缝温度和湿度变化引起的裂缝等五大类。
（1）荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。桥梁负载的原因有多种，比如在设计时计算模型的不合理或设计断面和结构刚度的不足等;在施工时对设计图纸理解错误，改变受力模式，或构件的运输、安装不规范等;在使用时，超重车辆的碾压，或地震、爆炸等外力因素影响等。
（2）收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在开始初凝以及养护之前，水泥发生水化反应，水分急剧蒸发造成混凝土的失水收缩，此时由于桥梁表层受到模板及钢筋等的制约，混凝土产生拉应力出现裂缝。塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
（3）地基变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：①地质勘察精度不够、试验资料不准。②地基地质差异大。③结构荷载差异太大。④结构基础类型差别大。⑤分期建造的基础。⑥地基冻胀。⑦桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质。⑧桥梁建成以后，原有地基条件变化。
（4）施工工艺引起的裂缝
在混凝土结构浇筑，构件制作，起模，运输，堆放，拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，容易产生纵向、横向、斜向、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，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不同而不同。
（5）温度和湿度变化引起的裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
2、桥梁施工中混凝土裂缝的控制策略
（1）由设计不合理和荷载作用引起的混凝土裂缝，主要是在设计上加以控制。这要求设计者在设计阶段，结构计算要考虑全面，不要漏记或者少算荷载;计算模型尽量合理，结构受力假设与实际受力要与实际相符合;结构安全系数要取足;结构设计时要考虑到当地施工的可能性;多取几个设计断面进行核查;钢筋布置在钢筋配筋率和钢筋应力大致相同的情况下尽量采用“细筋多根”，而少采用“粗筋少根”的原则;构造处理要满足规范要求。次应力按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的，例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），因为在突变的位置会产生巨大的应力集中。当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
（2）对于收缩引起的裂缝，由于这类裂缝一般发生在混凝土结硬初期，因此需要良好的初期养护条件和合适的混凝土配合比设计，所以在施工规程中，提出要严格控制混凝土的配合比，并在混凝土浇筑后及时覆盖浇水养护，在干燥环境下更应注意加强养生，保证混凝土养护条件和时间。同时应注意合理配置适当的构造钢筋，以防止过宽的收缩裂缝。
（3）对于地基础变形引起的裂缝，主要是在前期要在桥位处要做详细、细致的地质勘察，一定要确保地质情况的准确性，如果在施工期间发现实际地质资料与设计不符，一定要及时要求设计单位对裂缝进行复算、核查。对于大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大等类似情况，只能采取及时的观察监测，一旦裂缝发生，则必须采取适当的措施，必要时应对地基进行处理。
（4）对于因温度变化过大造成的裂缝，主要预防措施：①采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;②拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;④在混凝土中埋设水管，通入冷水降温;⑤规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。
（5）施工工艺措施。在施工时，首先要控制施工的材料，要严格按照施工标准要求选择合适的材料。其次要按照最优的比例来进行混凝土拌合。要确保混凝土和易性好、不析水、不离析。浇筑时要选择分层浇筑，分层的厚度不要大于三十厘米，同时还要防止钢筋、定位筋、模板、垫块以及预埋管道发生一定的变形位移，并且要确保混凝土可以填充到每个角落，避免共振引起干缩裂缝和塑性裂缝等。
（6）此外还应加强混凝土的早期养护及后期的护养工作。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。后期的养护直接关乎到桥梁的使用寿命问题，极为重要。
3、 结束语
造成桥梁混凝土产生裂缝的原因较为多样化，为保证上述可控的桥梁质量问题，应该从各个环节控制，加强管理。桥梁在国家的交通运输中发挥着重要的作用，因此必须要保证桥梁的质量。我们应尽量减少因为设计疏漏、施工低劣、监管不力、后期管理不到位等人为因素所产生的混凝土裂缝问题，从而保证桥梁不会因为混凝土裂缝扩展导致钢筋腐蚀、脆性断裂等病害发生。
作者简介：廖惠平（1972.8），男，汉族，四川成都（籍贯），
工作单位：四川交通职业技术学院，毕业单位：四川交通职业技术学院 中级试验师（职称） 研究方向 ：公路桥梁混凝土病害。