1、1钢筋混凝土桥梁施工中的裂缝成因及控制摘要：裂缝一直以来都是混凝土桥梁中的普遍病害，若不进行积极有效的控制，势必影响桥梁的使用寿命，甚至威胁到行路安全。本文从施工材料、设计和施工质量三方面重点分析了钢筋混凝土桥梁裂缝的成因，并从结构设计、原材料的选择和施工工艺三方面论述了控制裂缝的措施。 关键词：钢筋混凝土；桥梁；裂缝；成因；控制 Abstract: crack has always been a concrete bridge in the widespread disease, if not the active control is bound to affect the service
2、 life of the bridge, even a threat to the safety of the road. This paper analyzes three aspects of the construction materials, design and construction quality of the causes of the reinforced concrete bridge cracks and crack control measures discussed from three aspects of the structural design, sele
3、ction of raw materials and construction techniques.Keywords: reinforced concrete; bridges; cracks; causes; Control 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 一、钢筋混凝土桥梁裂缝的成因 2（一）裂缝的类型 裂缝是钢筋混凝土桥梁施工中常见的病害。一般裂缝有两种类型，一种是由于桥梁结构的承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另种是施工时由于质量缺陷而出现的裂缝，这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁中及石拱桥的灰
4、缝部位。不管是哪一类裂缝，其程度一旦超出了规范允许的范围，都将发展为钢筋混凝土桥梁的重大病害，影响桥梁的安全和使用寿命。因此，必须及时给与处理。 （二）裂缝的成因分析 具体说来，桥梁裂缝的成因主要有以下几点： 施工材料引起的裂缝 （1）混凝土混合物的质量 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。如图 1 是水泥用量过大或质量不合格引起的龟裂。 图 1 水泥质量问题引起的裂缝 （2）钢筋锈蚀引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均
5、可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长3约 24 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。 设计原因导致的裂缝 (1)混凝土抗压强度不够 当设计的混凝土抗压强度不够时，在承压应力大的部位，由于出现局部拉应力，常常导致产生裂缝。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。如图 2，是混凝土抗压能力不够引起的裂缝。
6、图 2 混凝土抗压能力不够引起的裂缝 （2）超过设计外力引起的裂缝 当外力(包括冲击力)超过设计要求时，由于受拉区域布筋不够，容易产生剪切裂缝。剪切裂缝也称斜裂缝，首先发生在剪应力最大的部位。对受弯构件和压弯构件，裂缝往往发生于支座附近。南下部开始，沿着与轴线成 25。50。左右的角度裂开。随着荷载增大。裂缝长度将不断增长并向受压区发展，裂缝缝数不断增多并分岔裂缝区也逐渐向跨中方向扩大。如图 3 是超过设计外力引起的裂缝。 图 3 超过设计外力引起的裂缝 施工工艺不达标产生的裂缝 在钢筋混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊4装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，可能产生各种
7、形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型且常见的有： （1）混凝土搅拌时间过长，运输时间过长，将会使混凝土凝固速度加快，在整个结构上产生细裂缝。 （2）混凝土浇注过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。 （3）钢筋混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。 （4）支架下沉、脱模过早、不均匀下沉，也将会使混凝土在浇筑后不久产生裂缝，见图 4。裂缝宽度比较大，有的达 1-2mm。这类裂缝往往在支点等处容易产生。 （5）
8、接头部位处理得不好，将造成预制混凝土构件装配时的施工接缝和现浇混凝土时的新旧混凝土施工缝变为成型缝。由于安装时支座设置工作粗糙，使支点处与桥轴垂直方向上形成倾斜扭裂。 （6）在振捣不充分，或析水多的混凝土，断面高度急变的部位，以及钢筋、导管等的保护层小的时候，常因混凝土的沉降，导致在混凝土刚浇筑之后产生深度较浅的裂缝，通常裂缝沿钢筋或导管方向产生。由于钢筋沉降小，周围混凝土沉降大，所以在钢筋下面形成空隙。 如图 4 所示。 5图 4 混凝土沉降产生的裂缝 （7）水灰比大的混凝土，由于干燥收缩，在龄期 23 个月内容易产生裂缝，大体积 混凝土也有在 68 个月内产生。 这类裂缝往往在开口、角网等
9、部位容易产生，特别是当浇筑断面很薄，硬化后经过较长一段时间，更容易产生由于约束引起的收缩裂缝。对钢架结构等，如受梁约束之后浇筑桥面板，也容易产生水平方向的裂缝。收缩裂缝多为贯通裂缝。如图 5所示。 图 5 干燥收缩产生的裂缝 4、外部环境变化引起的裂缝 （1）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时，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便产生温度裂缝。 （2）出现通行超过设计荷载的重型车辆，在梁的受拉边产生裂缝。 （3）盐或化学作用，使混凝土表面产生细裂纹和质量恶化，或表面砂浆脱落。 二、对混凝土桥梁裂缝的控制措施 （一）结构设计
10、中应注意的问题 1、确保保护层的厚度 要充分考虑足够的保护层厚度以保护钢筋，但是因种种原因受到限6制又不能满足保护层厚度时，可以通过涂刷防碳化涂料来弥补保护层的不足，但选材是一定要注意涂层本身一定要抗碱和紫外线。 良好的防排水系统 桥面防水非常重要，但最关键的是雨水泄水口，伸缩缝，伸缩缝处的梁端部位以及帽梁顶面，下部结构水位浮动处等，都要特殊处理。收水口的设计必须保证不但能排桥面水，而且能排沥青铺装的层间水。 外形构造要避免有害物质在桥面的积聚 结构的外形构造要尽量避免雨水、水汽和有害物质在混凝土表面上的积聚直接侵袭主体结构。过去的桥梁设计对此考虑的不周，雨水通过栏杆外侧流向边梁，所以边梁外侧
11、病害最严重。 北方桥梁的设计应考虑防冻 对地处北方地区的桥梁应有完善的防冻设计。寒冷地区冬季处于十分恶劣的冻融环境，雪后融雪使用盐水，形成盐冻融更为严重。所以设计必须对防冻设计提出严格的要求， 施工时对混凝土的配比设计严格控制，应采用引气工艺混凝土，达到防冻要求。 （二）原材料的选择应注意的问题 1、选用高性能的混凝土 高性能混凝土以其良好的工作性，优异的耐久性得到人们的普遍认可。高性能混凝土并不是混凝土的一种，而是具备某些性能的混凝土，是在普通混凝土的基础上合理掺用矿物掺合料、外加剂而获得。目前关于混凝土耐久性设计的规范已经出台，混凝土的粗放设计已经转变为精细化的定量设计，从精选原材料、控制
12、水胶比、胶凝材料用量等实现混7凝土的低氯离子扩散系数、高抗冻指数的目的，通过内掺阻锈剂、防腐剂等实现对钢筋的保护。 2、积极采用掺合料和混凝土外加剂 掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 （三）施工工艺问题 1、混凝土配合比 混凝土在运输过程中，严禁添加计量外用水，当有必要调整混凝土的塌落度时，必须在专职技术人员指导下，在卸料前加入外加剂，加入后快速搅拌，外加剂加入量与搅拌时间应经试验确定。在浇筑前，混凝土的温度应维持 10至 30之间，浇筑混凝土前，应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇
13、筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等；混凝土浇筑过程中，不得无故更改事先确定的浇筑方案。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。 加强施工养护 高性能混凝土用水量小，早期养护很重要，应避免混凝土失水引起早期裂缝，影响质量。混凝土浇注完毕后应立即用塑料布或草帘子覆盖，并在终凝后立即进行洒水养护；立面墙施工时可在浇注 24-48 小时后略微松开模板，并浇水养护。保持混凝土表面湿润，养护期不少于 14d。高性能混凝土的胶凝材料用量较大，应注意采取养护措施防止混凝土因温8度变化而引起的开裂。养护期间应控制混凝土内部最高温度不超过 75 度；应
14、采取措施缩小混凝土的内部温差；还应防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温聚降等）而发生剧烈变化。混凝土表面不便浇水时，应涂刷保护层，如薄膜养生液等。 结语 钢筋混凝土桥梁产生裂缝是不可避免的，在施工中需要引起足够的重视。要严格按照国家有关规范进行设计施工，用科学的方法分析裂缝产生的原因，进而找到合适的预防措施。只有这样，才能延长桥梁的使用寿命，促进我国公路桥梁建设事业的发展。 参考文献 1许焱，王道峰.桥梁施工中钢筋混凝土裂缝的成因及防范措施J.考试周刊，2012.23. 2钟诚，何立东.桥梁施工裂缝的成因及解决对策J.华章，2011.2 3王鹏.浅谈桥梁施工中裂缝成因及安全管理J.民营科技，2010.8.
