混凝土桥梁裂缝形成的原因和预防对策

混凝土桥梁裂缝形成的原因和预防对策

张菊

中设设计集团股份有限公司连云港分公司 江苏 连云港 222000

摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。桥梁工程是重要的交通基础设施，对于各个地区的交通发展都有着非常重要的作用。在桥梁的建设过程中，混凝土结构部分容易产生裂缝，从而导致混凝土结构性能下降，使用寿命也会缩短，整个项目的运行安全性无法保证。本文就混凝土桥梁裂缝形成的原因和预防对策展开探讨。

关键词：桥梁施工；混凝土裂缝；原因；对策

引言

混凝土是现在工程施工中应用最为广泛的材料之一，它具有取材广泛且抗压强度高、价格低廉，且耐火性好的特点，在我国的基础建设中有着非常重要的作用。混凝土材料虽然有着很多的优点，但是将其应用在桥梁工程中，裂缝是比较常见的问题，会影响到其桥梁工程的施工效果和质量。

1裂缝对桥梁的影响

裂缝对桥梁的影响主要取决于裂缝的成因和程度。一般来说，我国现阶段常见的桥梁中采用的混凝土结构，都是预应力混凝土结构，并且是全预应力结构。原则上来说，全预应力结构要求结构不允许出现拉应力，更不允许开裂。但实际应用中因为施工技术和使用环境等原因，往往无法达到完全无开裂的程度。桥梁出现裂缝并不意味着结构一定不安全，而是需要根据实际情况进行分析。但裂缝（尤其是超出规范容许宽度的较大裂缝）会直接影响桥梁的使用性能。同时，由于开裂后空气中的水分及氯离子能够更容易的渗入混凝土中，造成钢筋腐蚀，因此裂隙也会对桥梁远期的承载能力和使用寿命产生影响。

2混凝土裂缝的形成原因

2.1温度变化

桥梁工程的混凝土结构在凝结的过程中，其内部温度的变化相对缓慢，而表面因与空气接触、水分流失速度较快，所以其外部温度变化速度要比内部结构快，从而导致内外结构部分的水分含量相差较大，进而产生裂缝，使得混凝土结构质量不合格。混凝土材料的脆性较大，抗拉强度与抗压强度明显不足，如果受到内部拉应力的持续作用，产生裂缝是不可避免的。基于此，需要加强对混凝土结构温度的控制，了解其温度变化的规律，从而可以有效降低裂缝的发生率，提高混凝土结构的质量。

2.2收缩变化

在进行实际施工的过程中，混凝土比较容易因收缩而出现一定的裂缝。对于混凝土收缩引起的裂缝来说，主要可以分为塑性收缩和缩水收缩，塑性手术主要是发生在施工的过程当中，一般是在混凝土浇筑4～5h的时候，水泥会发生水化反应，然后就会出现水分的蒸发，同时骨料会因为自身的重量出现下沉的现象，混凝土还没有硬化就出现收缩，形成裂缝；缩水收缩一般是在混凝土结硬之后，表层的水分被蒸发，同时湿度也在逐渐降低，混凝土体积开始变小，进而产生了一定的收缩裂缝。收缩变化产生的裂缝在主要会受到几种因素的影响，分别是水泥的品种、用量、骨料、水灰比和外掺剂和养护方法以及捣振时间等。

2.3荷载

混凝土结构出现裂缝的另外一个重要的因素是直接应力，在外部多个荷载的联合作用之下，导致其产生应力，进而产生裂缝。其形成的原因，主要是设计方案不合理，尤其是结构应力参数计算不准确，而导致其与实际受力存在很大的差异。荷载计算无法满足使用的需要；结构安全性参数的设计不合理；施工中没有严格按照设计图纸和技术标准施工；没有合理计算车辆与桥梁的载荷数据，导致桥梁在使用的过程中，受到车辆的碾压与撞击而产生裂缝。

2.4桩基沉降

桥梁桩基沉降会造成较为严重的桥梁裂缝，有三种原因都可能导致桥梁桩基沉降：①桥梁规划期间未做好地质勘探和设计工作。②桥梁桩基施工不规范或者发生了偷工减料等问题。③桥梁桩基的周边地质环境发生了变化。

3桥梁工程混凝土裂缝应对措施

2.1混凝土温度裂缝的控制

选择高质量的施工材料，尽量降低水化热，从而有效缓解混凝土裂缝的出现。混凝土材料配合比需通过试验确定，保证其结构性能达到要求。此外，可以根据工程的需要，在混凝土材料中加入一定量的塑化剂或者引气剂，确保材料性能符合连续性要求，有效减少水泥的使用量，同时也降低水化热的影响，提高混凝土结构性能。为了全面提升混凝土结构的质量，还要加大工程技术管理力度。在开始施工前，要进行施工过程的细化分析，同时需要加强各个部分的原材料管理和控制，从根本上消除混凝土的裂缝。对于已存在的混凝土裂缝问题，为了能够有效防止裂缝的进一步扩散，需要采用表面修补法处理裂缝，但是这种方式一般只适用于表面裂缝比较小的情况，对于裂缝严重的区域，可以选择使用泥浆注入法对裂缝进行填充，同时需要在钢筋的表面涂刷一层防腐材料，有效预防钢筋腐蚀现象，切实提升钢筋材料的安全性。如果混凝土裂缝的范围比较大，则应该对裂缝的位置进行混凝土置换，全部清除原有混凝土结构，然后重新浇筑，确保浇筑施工质量达标，从而满足桥梁工程的使用需要。

2.2科学选取原材料，合理配比

从减少混凝土结构裂缝的最大程度出发，首要进行的是对原材料的把关和用量的控制。施工人员要科学选取混凝土原材料，并合理设定配比的用量，从工程的实际建造要求和施工实际状况出发，选择适合建筑工程的材料。水化热低、强度高的水泥，外表粗、碱性反应小的骨料粒径，适度的减水剂等添加剂，不仅能够减少混凝土结构中的实际用水量和含泥量，还能够通过降低水化热来降低收缩概率，对混凝土结构进行源头上的性能优化，提高抗裂缝力。

2.3桥梁荷载裂缝的控制

在桥梁的施工环节，需要根据工程的实际需要，准确计算各个结构部分荷载，防止出现荷载设计不合格的情况。为了有效提升混凝土结构的强度，需要合理设计配筋率，保证混凝土结构更加安全和稳定。此外，还需加强施工工序的管理和控制，从根本上消除影响质量的不利因素，以更好地满足交通运行的需要。

2.4施工控制

要对混凝土施工配合比进行严格的控制，要根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土的和易性要求对的配合比进行确定，在施工的过程中还要进行严格的监督控制，对质量关卡进行把关。要选择质量优的石子，同时还要对砂的粒径和含量进行有效的控制，适当减少空隙率和混凝土的收缩量，从而增强混凝土的抗裂强度。对于混凝土施工来说，混凝土的养护在施工中也是一个非常重要的环节，一旦对该环节产生了忽视，就会影响到混凝土的强度，容易出现裂缝的现象。

2.5地基变形引起的裂缝的控制

在开始施工前，需要组织技术人员进入到现场进行全面的地质勘察，然后根据具体勘察情况，确定该桥梁的荷载等级。在地质勘察的过程中，对于特殊的地质条件，尤其是会影响工程质量的情况，需要采取必要的预防处理措施，以消除不良地质条件的影响，有效提升混凝土结构的质量水平，避免因为外部不良的影响，而导致混凝土结构出现质量问题，保证桥梁工程可以达到正常使用的需要。

2.6预防钢筋腐锈，优化图纸设计

增强混凝土工程施工图纸的设计规范性和操作科学性，对保护层和裂缝都作出明确的限制，降低钢筋腐锈的可能性。

结语

桥梁施工中，极易出现混凝土裂缝的病害问题，给工程的质量造成严重的影响，所以需要在实践中加强质量管理和控制，积极落实质量控制措施，最终保证桥梁质量达标，满足交通运行的需要。

参考文献

[1]周仕礼，李玉霜.试述公路桥梁施工中高性能混凝土的应用[J].智能城市，2016（5）：233.

[2]张祥国.试述公路桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施[J].建筑工程技术与设计，2018（32）：1917.