浅析桥梁结构中混凝土裂缝的成因及防治
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摘要：在桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。由于我国交通基础建设得到迅猛发展，因而各省各地兴建起了大量的混凝土桥梁，但在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量，甚至导桥梁垮塌的报道却屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员，克服和控制裂缝仍是亟待解决的新问题。其实，如果采取有效的施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。
Abstract: in the process of bridge construction, it is easy to appear crack. Cracks not only affects the quality of the project and even cause bridge collapse. Because of China's transport infrastructure has been the rapid development, and the provinces around the construction of the massive concrete bridge, but the bridge construction and the use process, and affect the quality of the project due to cracks, even by reports of the bridge collapse but it is often seen. The cracking of concrete can be said to be "common disease" and "frequently-occurring disease", often puzzles bridge engineering and technical personnel, new problems to overcome and control cracks which still need to be solved. In fact, if take effective construction measures, many cracks can be overcome and control.
Keywords: prevention and treatment of cracks in concrete cracks of bridge structure
中图分类号：U444文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。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。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，并提出防治意见，达到防范与修护并举的作用。
桥梁结构中混凝土出现裂缝的类型及成因
混凝土的裂缝形式多种多样，根据其深浅和对结构物的危害程度可以分为三种类型：表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。
1、表面裂缝在结构表面浅层上，出现的龟纹状裂缝、竖向裂缝、水平裂缝和干缩裂缝，称表面裂缝。表面裂缝出现的情况比较普遍而且出现的原因也比较复杂，但主要是混凝土配合比选配不当、养护不到位、恶劣的外部环境、施工方法不当等原因导致。具体有以下几方面的原因：
（1）混凝土配合比选配不当：混凝土的砂率过大，细骨料的细度模数偏小、水泥用量多、混凝土泌水严重浮浆多、混凝土设计强度达不到要求，这样的混凝土容易产生裂缝。
（2）混凝土养护不到位：混凝土浇筑后的前几天，尤其是在炎热的夏季，养护对混凝土的质量至关重要，养护期内，洒水不及时不均匀，混凝土缺水，混凝土极易出现风干裂缝。
（3）恶劣的气候条件：一些恶劣的气候也能造成混凝土的裂缝，比如大风、干旱、剧烈的温差。大风、干旱使混凝土急剧失水，表面产生干缩裂缝。剧烈的温差使混凝土表面产生拉应力，一旦拉应力的值超过混凝土的允许拉应力，混凝土表面就会出现裂缝。由于混凝土的各向异性的特性，在同样的条件下，表现出随机性，混凝土出现的裂缝没有特定的规律，同时混凝土产生的裂缝也因气候影响严重程度表现得或轻或重。
（4）工序操作的原因：混凝土浇筑完毕后，应按设计要求对混凝土进行找平，在混凝土终凝之前进行收光，尤其是收光这道工序不能省掉，混凝土的裂缝往往在混凝土浇完之后就开始产生了，收光可以弥补已产生的裂缝，并避免裂缝继续产生；混凝土浇筑过程中，由于后序混凝土施工的振捣，对已施工的混凝土扰动产生裂缝，尤其是作业面拉的比较长得混凝土浇筑。
2、深层裂缝深层裂缝延深至结构深处，已对结构整体产生了危害，产生深层裂缝的原因可能是设计原因、施工原因或意外原因。具体如下：
（1）设计原因：混凝土强度设计偏低、混凝土受拉区配筋率低、预应力体系设置不合理、保护层设计不合理、未合理设置后浇带或沉降缝；
（2）施工原因：对承重结构，拆模太早，混凝土还不能承受自身荷载；模板排架刚度不够，浇筑过程中混凝土变形；混凝土浇筑次序不合理；预应力张拉张拉力控制不严格，造成超张拉或欠张拉；地基处理不均匀等等。
（3）意外原因：混凝土施工尤其是浇筑过程中遭遇地震、暴雨、大风、及不正常的冲击荷载。
3、贯通裂缝贯通裂缝已延伸至整个结构断面，将结构分离，破坏了结构的整体性，对结构造成严重危害。
贯通裂缝产生的原因与深层裂缝产生的原因基本一致，只是裂缝的严重程度不一样，有的是深层裂缝不采取措施阻止其继续发展，在一定条件下就可能转化为贯通裂缝；有的是形成的裂缝就是贯通裂缝，比如：大体积混凝土由于剧烈水化热产生裂缝多为贯穿裂缝。
裂缝给桥梁各结构造成的病害形式
裂缝在上部结构中的病害及缺陷
裂缝给上部结构造成的病害形式主要有:主梁或主拱圈受拉部位开裂、破损、承载力下降；桥面铺装有裂缝、沉陷、龟裂；桥头跳车；防水层排水功能不完善；水渗漏病害引起钢筋锈蚀、混凝土剥离；支座位置不正确或损坏引起倾斜、错台及位移。
裂缝在下部结构中的病害及缺陷
裂缝给基础造成缺陷和病害主要表现为：承载力不足而使基础不均匀沉陷；基础的滑移和倾斜，以及基底局部冲空；基础结构物的异常应力和开裂。
裂缝给桥墩、桥台造成缺陷和病害主要表现为：水平、竖向和网状裂缝；混凝土脱落、空洞、材料老化；受外力冲击产生破坏；钢筋外漏和锈蚀；结构变形、位移等。
结合裂缝成因对桥梁结构裂缝采取的防治措施
(1).优选混凝土原材料
优选混凝土原材料、优化混凝土配合比的目的是使混凝土具有较大的抗裂能力。
①、采用低水化热的水泥。由于矿物成分及掺加混合材料数量不同，水泥的水化热差异较大。铝酸三钙和硅酸三钙含量高的，水化热较高；混合材料掺量多的水泥水化热较低。为减小水泥水化热，降低混凝土绝热温升和混凝土内部温度，从而减小内外温差，应选用低水化热的水泥产品。