混凝土桥梁施工裂缝成因分析和预防措施
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摘要：混凝土裂缝是桥梁施工以及后期养护中常见的问题，本文拟据笔者多年的施工经验谈谈裂缝产生的原因，以及有效的预防和控制措施，最大力度的预防和控制裂缝，保障民生安全。
关键词：桥梁裂缝种类；形成原因；预防措施；裂缝处理
众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗拉强度很低，在桥梁这样的大型建筑物中，混凝土产生裂缝是不可避免的。裂缝是钢筋混凝土桥梁的重大病害之一，从桥梁养护管理角度出发，必须认真分析其产生的原因，从设计、施工、养护各环节入手，尽量减少裂缝的产生，若出现裂缝的宽度和数量超过《规定》允许的限度，应及时采取补救措施，减轻桥梁病害。
一、裂缝产生的原因
1、荷载作用引起的裂缝。
混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接裂缝、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；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
2、温度、收缩引起的裂缝。
钢筋混凝土桥梁中，很多裂缝是由温度和收缩引起的。如果混凝土体积变化不受任何约束，则不会引起混凝土开裂，而钢筋混凝土梁中，混凝土体积的变化总是受到内部或外部的约束，引起拉应力导致混凝土开裂另外，由于日照影响，构件内温度差也是使混凝土开裂的主要原因之一。
3、材料质量不好引起的裂缝。
如果水泥质量不好、骨料含泥量过大，将在混凝土浇筑后产生不规则裂缝；当骨料是反应性的或风化骨料时，在混凝土硬化后往往出现以骨料为中心的裂缝。
4、施工工艺质量引起的裂缝。
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。
二、预防混凝土桥梁产生裂缝的措施
1、控制好混凝土原材料的质量和混凝土配合比的选择水泥。
1）选择合适的原材料，如选择中低热水泥、缓凝型减水剂、掺用纤维、采用低热高性能混凝土。水泥应符合现行国家标准。选用水泥时，应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩性小、和易性好和节约水泥为原则。同时应注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否有不利影响；对于砂石材料应控制其级配、含泥量、针片状含量、压碎值指标、有害物质含量在规范允许范围。
2）有针对性地进行混凝土配合比设计，如减少混凝土单位水泥用量、适当增加粉煤灰或磨细矿渣的掺量、适当掺加高效缓凝减水剂，可以有效降低混凝土的总水化热和热化热释放的峰值，从而减小混凝土因水化热导致几外温差过大而产生的裂缝；在满足施工要求的情况下，尽可能降低混凝土的坍落度，减少胶凝材料总量，以减少混凝土的干缩裂缝。在配制混凝土配合比时应考虑施工季节、结构形状、模板形式、混凝土强度等级等因素对桥梁结构抗裂性能的影响。在施工中,大多施工单位往往只注重混凝土强度而忽视其变形特性和工作性,而混凝土变形特性和工作性恰好是混凝土产生裂缝的主要原因所在。
2、加强夏季高温和冬季低温时混凝土桥梁结构施工的保护措施。
桥梁在夏季和冬季施工中最容易出现裂缝问题，因此要积极巡查，发现小的裂缝及时处理，不留隐患；另外在夏季和冬季施工过程中也要研究制定妥善方案，确保工程的顺利施工。
低温情况下，在大平面混凝土施工时,有时晚上浇注的混凝土,到了早上混凝土表面会出现与钢筋网片相呼应的裂缝，缝间砼面下陷。一般情况下，混凝土入模温度越高，外界温度越低就越明显，但是浇注的时候又不能覆盖。此问题可以在浇注完后先刮平，等略有强度时用抹子压实后就迅速通蒸汽，一般温度不超过零下20度时一天后就可以不用蒸汽而直接表面覆盖保养，不会出问题。
3、施工过程中的控制措施
混凝土施工中采取相应的措施，如降低混凝土的浇筑温度，无筋或少筋混凝土中埋放块石、混凝土早期升温阶段采取散热降温措施、混凝土降温阶段采取保温措施、合理设置施工缝、采取二次抹面、加强混凝土养护等措施；进行混凝土温度应力计算，对薄弱部位采取加强措施。
三、混凝土桥梁裂缝的修补
混凝土裂缝是最常见的工程病害，但大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构物恢复原有功能。常见的修补方法有：表面涂抹水泥砂浆法、表面涂抹环氧胶泥法、表面凿槽嵌补法、表面贴条法、压力注浆法、开槽填补法等。随着技术的发展，出现了许多的新的修补材料，如混凝土修补胶、注缝胶、混凝土快速修补剂等，使裂缝修补的效果更好，工艺更简单，费用更省。这些新材料、新机具和修补方法经过近十来年的现场考验，证明耐久性令人满意，目前这几种方法已经在许多维修改建加固项目中得到推广应用。
修补混凝土裂缝的工序如下：裂缝清理粘贴注浆咀和封闭裂缝试漏配制注浆液压力注浆二次注浆清理表面。
1）裂缝清理：缝中如被泥土粉尘堵塞，可用小型工业吸尘器吸出。沿裂缝两边约5cm的混凝土表面要用湿布擦去尘土，但要注意缝中不得进水。
2）粘贴注浆咀和封闭裂缝：注浆咀宜用粘咀用浆骑缝粘贴，注浆咀的间距与裂缝宽度有关，其间距参考表2。当裂缝数量较多时，具体作法如下。首先，在预计要贴咀的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛制将封缝用浆沿裂缝来回涂刷，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用粘咀用浆将注浆咀在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用粘咀用浆包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用浆补上，以免注浆时漏浆。
3）试漏：试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注浆咀用铝铆钉堵上，留一个咀用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。对于有经验的操作者，也可不必试漏。
4）配制注浆液：注浆操作一般在粘咀的第二天进行，气温在30℃以上时，半天时间就可注浆。注浆前先配注浆液，在塑料杯中分别倒入注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液:乙液＝2:1混合均匀备用。
5）注浆：用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉，将补缝器移到相邻注浆咀重复注浆。垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一端向另一端逐个注浆。如果裂缝较细时，可以使用补缝器上的弹力装置对注浆液自动加压，此时，一个人可以同时照看若干个补缝器。
6）二次注浆：为了保证浆液充满，在注浆后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。
7）检查：注缝胶的强度发展与环境温度有很大关系，一般情况（20～25℃）1天后开始固化，1个月后达到要求强度。检查注缝质量可以用小型空心钻机，跨缝钻取芯样，进行检查。
四、结语
综上所述，混凝土桥梁出现裂缝是难以避免却又有措施可以预防的，因此，一定要加大施工监管力度严格执行国家规定的相关技术标准，确保工程项目的顺利安全完工，并在施工过程中不断加强监督检查，有效预防并从源头控制裂缝产生，发现问题及时研究并处理，保障国计民生的利益。
参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000
[2]公路施工手册-桥涵.北京：人民交通出版社，1999
[3] JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程.北京:人民交通出版社，2005.