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[摘要]：桥梁建设中混凝土结构裂缝一直以来都是建筑工程中难以解决的问题，混凝土构件裂缝对桥梁的正常使用有很大影响，在施工过程中必须采取措施加以避免。本文就桥梁施工中常见的混凝土构件裂缝问题进行了分析，并从混凝土骨料和水泥品种的选取、钢筋布置、混凝土浇筑工艺、降温措施等方面提出了控制措施。
[关键词]：混凝土 裂缝成因 控制 应力 温度
中图分类号：TQ178 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）12- 0086 -01
1引言
混凝土桥跨结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝，在混凝土结构中裂缝是绝对存在的，微观裂缝一般很小，无法用肉眼看到，而宏观裂缝的宽度通常大于0.05mm，可以直接看到，宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。桥跨结构的裂缝过多过大会影响结构耐久性和美观性。
首先混凝土构件发生开裂后，在周围干湿环境循环交替作用，会使钢筋锈蚀加速，而且还会影响到混凝土与钢筋表面的咬合力，其次在冻融的循环作用下，混凝土内部结构也会受到影响，导致混凝土抵抗钢筋膨胀应力的能力降低。因此在桥梁混凝土结构的施工过程中，要将裂缝控制在符合规范要求范围内，并减缓裂缝的发展，以免危及桥梁的安全使用。
2混凝土裂缝产生的主要原因
影响桥梁使用的主要是宏观裂缝，混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种情况；二是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型存在差异所致；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝，这是施工过程中主要控制的因素。
桥梁的桥墩、支座和桥跨等结构一般均属于大体积混凝土，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和內部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝。
当混凝土发生收缩（包括干燥收缩、塑性收缩、自收缩、温度收缩、化学收缩等）并受到外部或内部约束时，就会产生拉应力，并有可能引起开裂。对于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度，可是弹性模量也高，在相同收缩变形下，会引起较高的拉应力，而由于高强混凝土的徐变能力低，应力松弛量较小，所以抗裂性能也较差，很容易开裂。
3混凝土裂缝控制要点
为了有效地控制混凝土桥跨结构有害裂缝的出现和发展，保证桥梁安全稳定的使用，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。
3.1降低水泥水化热
首先在水泥品种的选用上，应优先选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。尽量避免采用高强水泥，充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验研究证明，每增减10kg水泥用量，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
其次在混凝土骨料的选取方面，尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料，控制砂石含泥量，掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。
在施工工艺上，可在桥墩内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，及时将混凝土的水化热人为导出，强制降低混凝土水化热温度。改善配筋，保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，并设置双向配筋，间距不宜超过150mm。这样可以增强抵抗温度应力的能力，上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。
3.2降低混凝土温度差
选择较适宜的气温进行桥墩、桥跨混凝土浇筑施工，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，并对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。
3.3加强施工中温度控制
在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。
采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。
合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。类似桥墩下部结构的部位，在完成浇筑施工且达到一定强度后及时回填土，避免其侧面长期暴露。
3.4改善约束条件，削减温度应力
采取分层或分块浇筑桥墩、支座等结构的混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。
选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
4结语
桥梁施工过程中，施工单位应当认真分析、了解桥体混凝土构件开裂的原因，提高对裂缝防治工作的重视程度，积极采取有效的预防措施，将桥梁的混凝土构件开裂这一质量通病控制在规范允许的范围内，从而提高桥梁的建设质量，保障桥梁后期的正常使用。
参考文献
[1]中国工程院.混凝土结构耐久性设计与施工指南.[M].中国建筑工业出版社.2004.
[2]蒙云，卢波.桥梁加固与改造.[M].人民交通出版社.2004.
[3]陈士良.现浇混凝土的裂缝控制.[M].中国建筑工业出版社.2003.
[关键词]：混凝土 裂缝成因 控制 应力 温度
中图分类号：TQ178 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）12- 0086 -01
1引言
混凝土桥跨结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝，在混凝土结构中裂缝是绝对存在的，微观裂缝一般很小，无法用肉眼看到，而宏观裂缝的宽度通常大于0.05mm，可以直接看到，宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。桥跨结构的裂缝过多过大会影响结构耐久性和美观性。
首先混凝土构件发生开裂后，在周围干湿环境循环交替作用，会使钢筋锈蚀加速，而且还会影响到混凝土与钢筋表面的咬合力，其次在冻融的循环作用下，混凝土内部结构也会受到影响，导致混凝土抵抗钢筋膨胀应力的能力降低。因此在桥梁混凝土结构的施工过程中，要将裂缝控制在符合规范要求范围内，并减缓裂缝的发展，以免危及桥梁的安全使用。
2混凝土裂缝产生的主要原因
影响桥梁使用的主要是宏观裂缝，混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种情况；二是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型存在差异所致；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝，这是施工过程中主要控制的因素。
桥梁的桥墩、支座和桥跨等结构一般均属于大体积混凝土，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和內部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝。
当混凝土发生收缩（包括干燥收缩、塑性收缩、自收缩、温度收缩、化学收缩等）并受到外部或内部约束时，就会产生拉应力，并有可能引起开裂。对于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度，可是弹性模量也高，在相同收缩变形下，会引起较高的拉应力，而由于高强混凝土的徐变能力低，应力松弛量较小，所以抗裂性能也较差，很容易开裂。
3混凝土裂缝控制要点
为了有效地控制混凝土桥跨结构有害裂缝的出现和发展，保证桥梁安全稳定的使用，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。
3.1降低水泥水化热
首先在水泥品种的选用上，应优先选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。尽量避免采用高强水泥，充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验研究证明，每增减10kg水泥用量，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
其次在混凝土骨料的选取方面，尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料，控制砂石含泥量，掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。
在施工工艺上，可在桥墩内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，及时将混凝土的水化热人为导出，强制降低混凝土水化热温度。改善配筋，保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，并设置双向配筋，间距不宜超过150mm。这样可以增强抵抗温度应力的能力，上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。
3.2降低混凝土温度差
选择较适宜的气温进行桥墩、桥跨混凝土浇筑施工，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，并对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。
3.3加强施工中温度控制
在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。
采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。
合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。类似桥墩下部结构的部位，在完成浇筑施工且达到一定强度后及时回填土，避免其侧面长期暴露。
3.4改善约束条件，削减温度应力
采取分层或分块浇筑桥墩、支座等结构的混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。
选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
4结语
桥梁施工过程中，施工单位应当认真分析、了解桥体混凝土构件开裂的原因，提高对裂缝防治工作的重视程度，积极采取有效的预防措施，将桥梁的混凝土构件开裂这一质量通病控制在规范允许的范围内，从而提高桥梁的建设质量，保障桥梁后期的正常使用。
参考文献
[1]中国工程院.混凝土结构耐久性设计与施工指南.[M].中国建筑工业出版社.2004.
[2]蒙云，卢波.桥梁加固与改造.[M].人民交通出版社.2004.
[3]陈士良.现浇混凝土的裂缝控制.[M].中国建筑工业出版社.2003.