浅谈混凝土在桥梁施工裂缝中产生原因及控制探讨.doc

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浅谈混凝土在桥梁施工裂缝中产生原因及控制探讨
浅谈混凝土在桥梁施工裂缝中产生原因及控制探讨

摘要：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。

关键词：混凝土桥梁裂缝控制
中图分类号：TV543+.6文献标识码：A

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土桥梁裂缝，对桥梁的结构破坏、表面美观及桥梁的寿命都有着重要的影响，究其原因有多方面的，如何控制，是我们长期探讨研究的问题。
一、桥梁常见裂缝及产生的原因分析
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：
1.1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。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。
1.1.1设计计算阶段
1.1.2施工阶段
1.1.3使用阶段
⑵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。
⑶次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，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），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。
⑷荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。
1.2温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即是生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：
⑴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。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。
⑵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。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。
⑶骤然降温：突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。
⑷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。
⑸蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。
1.3基础沉降变形引起的裂缝
1.4钢筋锈蚀一起裂缝
1.5施工工艺不良引起裂缝
二、施工过程中的防治措施
从以上各种类型裂缝的分类及成因来看，造成混凝土桥梁裂缝的原因很多，互相影响、错综复杂。根据调查资料分析，造成混凝土桥梁裂缝，施工质量不好是主要原因，下面主要谈谈混凝
土桥梁裂缝施工阶段的防治措施：
2.1配合比设计考虑裂缝因素
2.2、施工工艺控制产生裂纹。
2.3、大体积混凝土的浇筑控制。
混凝土浇筑后拆模不宜过早，必须在混凝土强度及预应力张拉均满足要求后，才能拆模。2.4、其他因素的控制夏季施工