桥梁工程施工中混凝土裂缝的成因及防治措施探讨.doc

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桥梁工程施工中混凝土裂缝的成因及防治措施探讨
桥梁工程施工中混凝土裂缝的成因及防治措施探讨

摘要：本文针对混凝土裂缝产生的原因：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷、外载作用、养护环境不当和化学作用等等。结合桥梁工程混凝土裂缝病害的多个角度分析，并相应的提出了裂缝的防治措施。

关键词：桥梁工程；混凝土裂缝；病害；防治措施
中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：
现代桥梁工程结构中多以混凝土结构为主，其中设备基础、高层桥梁结构转换层以及厚大桩承台或基础底板、桥梁墩台等在后期均应承受巨大荷载，因而其整体性要求高也不允许留设施工缝，同时浇筑后的混凝土内水泥水化热量大且不易散发，形成较大的内外温度梯度，并在内部产生压应力，在表面产生拉应力，且在浇筑后期混凝土收缩等因素均会导致裂缝的生成，不仅影响结构外观质量并影响其使用性能和寿命，因而分析桥梁混凝土裂缝的生成原因并采取有效防治措施可利于实现其经济效益和社会效益。
1、桥梁混凝土裂缝成因分析
1.1结构性裂缝
该因素是指在设计中所采取的结构形式在后期荷载作用下导致的裂缝，如非预应力预制梁板，虽在预制时采取了预拱，但其在后期荷载作用下预拱一旦消失则在底部抗拉区域内仍会开裂，该类裂缝在规范规定范围内是安全的，但一旦超出该范围则会对结构安全性带来影响；而在施工过程中由于张拉导致的裂缝及在连续箱梁拆除过程中产生的裂缝被称为施工结构性裂缝，该类裂缝不可能在瞬间形成，而是从简支梁到连续梁的受力体系以接近受力体系的方式转换，因而一般在负弯矩部位宜形成横向裂缝。
1.2塑性裂缝
混凝土浇筑4～5h后内部水泥发生激烈的水化热反应，该过程将释放大量热势必导致混凝土内部温度升高，尤其大体积混凝土该现象更为严重，而混凝土内外散热条件不同，因而会形成内外温度梯度使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当该应力超过其允许范围则会导致裂缝生成；水化反应过程中分子链逐步形成并出现泌水和水分急剧蒸发导致混凝土失水收缩，同时内部骨料因自重而下沉，在下沉过程中若受到钢筋阻挡则会沿钢筋方向生成裂缝，同时在梁同梁腹板和顶板交接部位因硬化前沉实不均匀也将沿腹板方向生成裂缝。
1.3温差裂缝
混凝土自身温度变化及混凝土同环境温度间的差异导致混凝土自身收缩不均匀而产生的裂缝成为温差裂缝，混凝土构件早期受模板等材料隔离致使水泥水化热生成的热量无法及时散发，因而导致内部温度急剧升高，而后期随热量散发混凝土温度降低而产生收缩，该收缩也会导致裂缝生成，同时内外温差导致内外收缩率不同也增大混凝土裂缝生成的可能性。
1.4干缩裂缝
施工后混凝土长期暴露于不饱和空气内，由于物理化学失水将导致混凝土体积缩小，当该体积缩小受到约束则也会产生裂缝称为干缩裂缝，一般情况下随混凝土表层水分蒸发、温度降低混凝土的几何体积也逐步缩小，由于内外水分损失速度不同形成不均匀的收缩变形，该变形受到内部约束则会使混凝土承受拉力继而生成裂缝。
1.5外力因素
桥梁结构施工中经常需进行凿槽、开洞或设置牛腿等，而设计中常规计算对该部位则难以准确进行模拟计算，该类构件挖孔后力流将沿孔洞产生绕射现象，并在孔洞周围密集并产生巨大的集中应力；在预应力连续梁中跨内需截断钢束或设置锚头，在锚固断面附近也宜出现裂缝。
2、混凝土裂缝防治措施
2.1原材料控制
a.水泥：因水泥水化热导致混凝土温度升高，因此在选择水泥品种时应选用低热或中热的水泥品种以降低散热量，水泥散热速度和大小取决于内部矿物质含量和成分，其中其主要作用的是铝酸钙和硅酸钙等，同时水泥越细则其发热速率越高，但其不影响最终发热量，因而在选用水泥时应优先选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并应充分利用混凝土的后期强度以减少水泥用量。b.骨料。应选用粒径大、强度高且级配良好的骨料以获得较小的空隙率和表面积，并可降低水泥用量以降低水化热，减少干缩量，从而降低裂缝生成的几率。c.外掺剂。在混凝土内掺加粉煤灰可增加混凝土拌合料的和易性及密实度，并可提高其抗渗能力，改善工作度并可降低水泥用量而减少收缩值，从而可降低裂缝生成的几率；掺加适量膨胀剂则通过混凝土后期适度的膨胀而抵消混凝土的收缩应力，而掺加缓凝型减水剂则可延缓水化热峰值期，同时可减少水化热量。
2.2施工控制措施
施工中以防振捣过快，或因混凝土流动性过低导致硬化前混凝土沉实不足，硬化后沉实过大而生成裂缝；采取分层分段浇筑应着重处理接头位置，以免在其新旧位置交接部位和施工缝间出现裂缝；方式模板拆除过早而导致混凝土强度不足，后期构件在自重或施工荷载作用下形成裂缝；防止混凝土保护层过厚或上层钢筋被踩踏变位而加厚负弯矩受力钢筋保护层，导致降低构件有效高度，最终生成垂直于受力钢筋方向的裂缝；在混凝土运输过程中应保证运输工具不漏水、不析水，并避免日晒雨淋造成