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摘要：在桥梁施工中，混凝土裂缝是常见的问题，然而，裂缝的产生对桥梁寿命的影响是巨大的。必须在施工中，全面分析裂缝产生机理，控制施工温度，对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施，这样才能确保桥梁质量。针对钢筋混凝土结构中出现的裂缝问题，从各个方面对产生裂缝的各种因素进行分析，并提出防治措施。
关键词：桥梁施工；混凝土；裂缝；原因；措施
Abstract: in the bridge construction, the concrete crack is a common problem, however, the cracking of the bridge to the influence of life is huge. Must be in construction, comprehensive analysis of the mechanism of crack, the construction control temperature, for producing cracks must take effective measures, to ensure the quality of this bridge. For reinforced concrete structure of cracks in question, from all aspects of all kinds of factors of cracks are analyzed, and the control measures are brought forward.
Keywords: bridge construction; Concrete; Crack; Reason; measures
中图分类号：U445文献标识码：A 文章编号：
1前言
随着我国桥梁技术的突飞猛进，大体积混凝土在桥梁结构中的应用也越来越广泛。混凝土是应用最广泛最重要的工程材料之一，具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低等优点，可以预计随着我国基础设施建设规模的迅猛发展，其应用领域还会进一步拓宽。在应用混凝土材料进行建筑结构、公路、桥梁及隧道等工程建设中，人们也发现，混凝土开裂是最常见的一种病害，并且已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一。在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的裂缝，形成的原因也是千差万别，因此其危害性也会有显着的差异。
2裂缝产生原因分析
2.1施工工艺质量引起的桥梁裂缝若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生各种裂缝,比较常见的有:
(1)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。
(2)混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,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。
(3)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。
(4)施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。
2.2荷载引起的裂缝
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,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
2.2.1直接应力裂缝产生的原因有:
(1)设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够;设计断面不足;结构刚度不足;构造处理不当等。
(2)施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式等。
(3)使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。
2.2.2次应力裂缝产生的原因有:
(1)在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
(2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。荷载裂缝这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征是:中心受拉；中心受压；受弯；大偏心受压；小偏心受压；受剪；受扭；受冲切；局部受压等。
2.3温度变化引起的裂缝
(1)年温差。一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。
(2)日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。
(3)水化热。出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。
3公路桥梁施工中混凝土产生裂缝的应对措施
3.1加强温度控制，改善混凝土裂缝。充分改良骨料的配置，适当增加添加剂，尽可能采用干硬性混凝土进行桥梁施工，这样可有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和过程中，在适当的时候将水洒在碎石上，达到冷却碎石的目的，从而降低了混凝土浇注时的温度。尤其在夏天的施工中，必须减少混凝土的浇注厚度，利用浇注层的面积，充分散热。适当条件下，可在混凝土内部敷设降温水管，达到全面降温混凝土的目的。对于施工工序的安排，必须时间合理。对于混凝土暴露面积，要适宜就支架来说，必须用面积法测定表面受力，采取预压措施，来减低非弹性形变的产生。对于塑性收缩裂缝而言，其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护，然后降低混凝土中水分增发的速度。此方法具体是用麻袋以及海绵等物质覆盖混凝土结构的表面，对混凝土进行浇水湿治。温度裂缝的防治措施，主要是加强注意施工中混凝土浇注时间以及速度，在浇注过程中控制温度。在夏季而言，混凝土骨料必须进行洒水，而在冬季施工中，混凝土表面采取保温措施。
3.2施工控制。严格控制混凝土施工配合比，根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量，要求监理严格监督控制。把好质量关，选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，适当减少空隙率以减少混凝土收缩量，从而加强混凝土抗裂强度。养护实践证明，混凝土养护工作，是整个施工过程中非常重要环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。更重要的是在高温下施工，应经常浇水养护，一来可减少温度產生的裂缝，二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。
3.3裂缝修补
3.3.1表面修补。裂缝的修补方法通常是表面修补，其优势十分明显，常常处理表面裂缝以及深度裂缝，而且对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法，作为裂缝修补的常用技术，一般来讲，其做法就是表面涂浆，即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆，有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹，往往由于应力的存在，使得混凝土裂缝继续开裂，此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布，确保裂缝修补完整。
3.3.2灌浆法。当裂缝对于桥梁结构有严重影响的时候，或者桥梁对防渗有着一定的要求时，表面修补已不能满足相关要求，必须采用灌浆法进行处理。所谓灌浆法，通常而言，是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中，浆质料随着时间的推移，会达到硬化，硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体，避免的裂缝的存在，并具备一定的密封性能。浆质材料通常有很多种，在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物，对于裂缝比较严重的，可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。
3.3.3嵌缝法。嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法，即在混凝土的裂缝处开槽，在开好的槽内填充止水材料，这样既可对裂缝进行封堵，有利于裂缝外观的平整。
3.3.4结构加固法。在很多桥梁工程中，有些裂缝的产生，会严重改变混凝土结构性能，对桥梁寿命以及使用性能产生严重影响。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
4结语
虽然公路桥梁很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，完全可以避免危害结构的裂缝的产生路线越长接缝越多，路面的纵、横向接缝仍是一个薄弱环节，处理好接缝对路桥质量和工程效益具有重大意义。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：桥梁施工；混凝土；裂缝；原因；措施
Abstract: in the bridge construction, the concrete crack is a common problem, however, the cracking of the bridge to the influence of life is huge. Must be in construction, comprehensive analysis of the mechanism of crack, the construction control temperature, for producing cracks must take effective measures, to ensure the quality of this bridge. For reinforced concrete structure of cracks in question, from all aspects of all kinds of factors of cracks are analyzed, and the control measures are brought forward.
Keywords: bridge construction; Concrete; Crack; Reason; measures
中图分类号：U445文献标识码：A 文章编号：
1前言
随着我国桥梁技术的突飞猛进，大体积混凝土在桥梁结构中的应用也越来越广泛。混凝土是应用最广泛最重要的工程材料之一，具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低等优点，可以预计随着我国基础设施建设规模的迅猛发展，其应用领域还会进一步拓宽。在应用混凝土材料进行建筑结构、公路、桥梁及隧道等工程建设中，人们也发现，混凝土开裂是最常见的一种病害，并且已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一。在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的裂缝，形成的原因也是千差万别，因此其危害性也会有显着的差异。
2裂缝产生原因分析
2.1施工工艺质量引起的桥梁裂缝若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生各种裂缝,比较常见的有:
(1)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。
(2)混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,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。
(3)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。
(4)施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。
2.2荷载引起的裂缝
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,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
2.2.1直接应力裂缝产生的原因有:
(1)设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够;设计断面不足;结构刚度不足;构造处理不当等。
(2)施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式等。
(3)使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。
2.2.2次应力裂缝产生的原因有:
(1)在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
(2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。荷载裂缝这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征是:中心受拉；中心受压；受弯；大偏心受压；小偏心受压；受剪；受扭；受冲切；局部受压等。
2.3温度变化引起的裂缝
(1)年温差。一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。
(2)日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。
(3)水化热。出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。
3公路桥梁施工中混凝土产生裂缝的应对措施
3.1加强温度控制，改善混凝土裂缝。充分改良骨料的配置，适当增加添加剂，尽可能采用干硬性混凝土进行桥梁施工，这样可有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和过程中，在适当的时候将水洒在碎石上，达到冷却碎石的目的，从而降低了混凝土浇注时的温度。尤其在夏天的施工中，必须减少混凝土的浇注厚度，利用浇注层的面积，充分散热。适当条件下，可在混凝土内部敷设降温水管，达到全面降温混凝土的目的。对于施工工序的安排，必须时间合理。对于混凝土暴露面积，要适宜就支架来说，必须用面积法测定表面受力，采取预压措施，来减低非弹性形变的产生。对于塑性收缩裂缝而言，其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护，然后降低混凝土中水分增发的速度。此方法具体是用麻袋以及海绵等物质覆盖混凝土结构的表面，对混凝土进行浇水湿治。温度裂缝的防治措施，主要是加强注意施工中混凝土浇注时间以及速度，在浇注过程中控制温度。在夏季而言，混凝土骨料必须进行洒水，而在冬季施工中，混凝土表面采取保温措施。
3.2施工控制。严格控制混凝土施工配合比，根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量，要求监理严格监督控制。把好质量关，选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，适当减少空隙率以减少混凝土收缩量，从而加强混凝土抗裂强度。养护实践证明，混凝土养护工作，是整个施工过程中非常重要环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。更重要的是在高温下施工，应经常浇水养护，一来可减少温度產生的裂缝，二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。
3.3裂缝修补
3.3.1表面修补。裂缝的修补方法通常是表面修补，其优势十分明显，常常处理表面裂缝以及深度裂缝，而且对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法，作为裂缝修补的常用技术，一般来讲，其做法就是表面涂浆，即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆，有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹，往往由于应力的存在，使得混凝土裂缝继续开裂，此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布，确保裂缝修补完整。
3.3.2灌浆法。当裂缝对于桥梁结构有严重影响的时候，或者桥梁对防渗有着一定的要求时，表面修补已不能满足相关要求，必须采用灌浆法进行处理。所谓灌浆法，通常而言，是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中，浆质料随着时间的推移，会达到硬化，硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体，避免的裂缝的存在，并具备一定的密封性能。浆质材料通常有很多种，在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物，对于裂缝比较严重的，可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。
3.3.3嵌缝法。嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法，即在混凝土的裂缝处开槽，在开好的槽内填充止水材料，这样既可对裂缝进行封堵，有利于裂缝外观的平整。
3.3.4结构加固法。在很多桥梁工程中，有些裂缝的产生，会严重改变混凝土结构性能，对桥梁寿命以及使用性能产生严重影响。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
4结语
虽然公路桥梁很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，完全可以避免危害结构的裂缝的产生路线越长接缝越多，路面的纵、横向接缝仍是一个薄弱环节，处理好接缝对路桥质量和工程效益具有重大意义。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。