混凝土桥梁裂缝产生的原因及其处理措施分析

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摘要：近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，混凝土桥梁设计施工及使用过程中，由于各种因素的相互影响，常常产生裂缝，成因复杂。本文对混凝土桥梁裂缝的种类和产生原因进行分析与总结，并提出防治处理措施，以供参考。

关键词：路桥工程；混凝土桥梁；裂缝问题；成因；质量控制；措施

Abstract: in recent years, China's transportation infrastructure rapid development, concrete bridge design construction and use process, because of various factors influence each other, often crack, complex causes. In this paper the kinds of concrete bridge crack and analysis of causes and summarized, and puts forward prevention treatment measures for your reference.

Keywords: road &bridge engineering; Concrete bridge; The crack problem; Cause; Quality control; measures

中图分类号： U448 文献标识码： A 文章编号：

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，大致可划分为荷载、温度变化、收缩、地基础变形、钢筋锈蚀、冻胀、施工材料质量、施工工艺质量等引起的裂缝。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。必须明确可能产生裂缝的不良条件，以便设计施工中进行行之有效的控制，克服和控制裂缝的产生。

1 裂缝的形式

按裂缝的性质可划分为：受力裂缝、非受力裂缝、化学作用裂缝；按裂缝产生的阶段可划分为：在施工阶段中产生的裂缝、在使用阶段产生的裂缝。

2桥梁裂缝产生的原因

2.1荷载

在设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算，计算模型不合理，结构受力假设及实际受力不符，荷载少算或漏算，内力与配筋计算错误，结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性。设计断面不足。钢筋设置偏少或布置错误，结构刚度不足，构造处理不当，设计图低交代不清等。

在施工阶段，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，不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

在使用阶段，超出设计荷载的重型车辆过桥(超载或严重超载)，受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震等不可抗力因素。

2.2温度变化引起的裂缝

混凝土是具有热胀冷缩性质的建筑材料，外部环境或结构内郝温度发生变化时，混凝土产生温度应力，在某些大跨径桥梁中，温度应力甚至可以超过活载应力。温度裂缝将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有(1)年温差。一年中四季温差大，遇到极限高温、低温年份，桥梁纵向变形量大，伸缩缝等变形设施设置不合理，导致桥梁主体变形受到约束，产生裂缝。(2)水化热。在施工过程中，大体积混凝土浇筑之后水化热导致内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况选择低水化热水泥或分次浇筑．以降低内外温差。(3)蒸汽养护等冬季施工措施不当，混凝土温度控制不当，易出现裂缝。

2.3钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较筹或者保护层厚度不足，混凝土保护层受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，使锈蚀物氧氧化铁体积比原来增长约2-4倍，从而对周嗣混凝七产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离。沿着钢筋纵向产生裂缝。并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面减小，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

2.4地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或发生水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。

2.5施工材料质量引起的裂缝

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。

2.6施工工艺引起的裂缝

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；混凝土搅拌、运输时间过长，使水蒸发过多，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；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；施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝；装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

3混凝土桥梁裂缝的预防措施

3.1设计措施

(1)精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水灰比(水胶比))二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极限拉伸的抗裂混凝土。

(2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5％之间。

(3)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

(4)在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

(5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可根据具体情况作设计变更。

3.2材料控制措施

施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

3.3改薄骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温：规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。

3.4合理地分缝分块，避免基础过大起伏。合理地安排施工工序，避免侧面长期暴露。另外，改薄混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面收缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。

3.5混凝土的养护。混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措施进行养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7天，对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土，养护时间不得少于l4天。冬季施工，因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。另外还要注意运输中的保温、浇筑过程中减少热量的损失以及保温养护。

3.6其他措施：桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响，施工中应严格按照制定的方案进行，不得随意更改施工顺序，以免引起不必要的附加应力导致结构开裂。施工技术方案中，应做好人模混凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施，施工前做好施工技术交底，落实各项施工任务，分配专人进行技术指导和质量监督。

4 结束语

随着公路交通运输事业的发展，我国公路桥梁的建设正以前所未有的规模在各地展开，在桥梁工程中，裂缝是混凝土桥梁结构中普遍存在的问题，裂缝的产生不但会影响桥梁的使用功能，还可以有效的降低桥梁的抗渗能力，使材料的耐久性降低，影响建桥梁的承载能力。如果处理不当，将直接影响桥梁的工程质量，并有可能导致严重的后果。因此，采取合理的措施和方法来进行有效的防治混凝土出现裂缝，全面保证建筑物和构件的安全，确保整个工程的质量。

参考文献：

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