公路桥梁混凝土裂缝的成因几种措施

林庆挺1应海波2

林庆挺1应海波2苍南县交通建设工程有限公司

摘要：本文笔者通过分析混凝土路面裂缝产生原因，就公路桥梁混凝土裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，并指出公路桥梁混凝土裂缝问题的控制措施。

关健词：混凝土路面裂缝预防措施

0、引言

水混混凝土路面以其强度高、稳定性好、耐久性好等诸多优势，在各级路面上得到广泛应用。水泥混凝土路面裂缝是一种常见病害，它可造成板块断裂，致使地表水下渗而导致路面基层承载力降低，进而引起错板、唧泥和混凝土路面板破碎，严重影响水泥混凝土路面的使用性能和使用年限。水泥混凝土路面破坏后，修复难度大、养生期长、影响交通，而且维修费用高。水泥混凝土路面的施工，是保证工程质量的重要环节。防止水泥混凝土路面施工中裂缝的出现有着重要意义，这里从几个主要方面对施工中产生裂缝的原因进行了探讨。

1混凝土桥梁裂缝的种类和成因

裂缝在结构物表面可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等。造成混凝土结构产生裂缝的成因很复杂，各个因素之间甚至相互关联。混凝土桥梁裂缝就其产生的原因，大致可以分为结构性裂缝(受力裂缝)和非结构性裂缝(变形裂缝)。结构性裂缝包括：荷载引起的裂缝和地基础变形引起的裂缝；非结构性裂缝包括：温度变化引起的裂缝、混凝土收缩裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、工艺裂缝等。

1.1结构性裂缝-受力裂缝

结构性裂缝是由外荷载引起的。承载力不足等都会引起结构性裂缝，这种裂缝直接关系到工程的安全，应加以认真处理。

1.11荷载引起的裂缝

荷载裂缝是混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝，由直接应力裂缝、次应力裂缝组成。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力裂缝.。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

在设计计算阶段，结构计算不正确或错算、漏算等；施工阶段不按设计图纸施工，改变结构受力模式；超出设计载荷的重型车辆过桥，或受车辆、船舶的撞击等都会引起直接应力裂缝。在设计外荷载作用时，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入，错算、漏算；施工过程中违规操作，不按图纸施工,擅自改变结构受力模式；超出设计载荷的重型车辆通过，受到撞击等都会引起直接应力裂缝。裂缝主要是由次应力产生的，张拉、劈裂、剪切过度都会造成次应力裂缝。由于桥梁结构的特殊性，经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，多转角处或形状突变处，如果没有做恰当的处理，就会产生次应力裂缝。在实际工程中,应注意加强预防措施，避免结构、断面突变,如将转角做成圆角,减缓突变速度。同时，加强构造配筋,转角处增加斜向钢筋,在周边设置护边角钢。

1．12地基础变形引起的裂缝

地基变形裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝，常见的有八字裂缝和斜向裂缝。结构开裂是由于在超静结构中，基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，产生的附加应力超过钢筋混凝土的抗拉能力而形成的。地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的，有些裂缝随时间长期变化，裂缝宽度较宽，有时宽至数厘米。基础的不均匀沉降影响裂缝的分布、宽度和结构形式。引起基础不均匀沉降的原因是多种多样的，概括起来主要有下面几种：没有做好地质勘察工作，在没有充分掌握地质情况就设计、施工；地基地质差异大，不同压缩性地基土引起不均匀沉降；各部分基础结构荷载差异大；混合使用不同基础、或虽然选用相同的桩基，但桩径或桩长差别大，或虽然同时扩大基础但基底标高差异大时；由于项目时期不同，需要分期建造的基础；地基的冰冻或融化；桥梁基础建于恶劣的地质上面；使用期间原有基础情况变化等均可能造成不均匀沉降。基础不均匀沉降引起的上部结构的裂缝，属于结构性裂缝，严重影响着桥梁的安全，应要慎重进行处理，要在沉降停止或采取加固地基等方法消除沉降后，才能进行裂缝处理。

1．2非结构性裂缝-变形裂缝

非结构性裂缝指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝土允许应力时，引起混凝土开裂。

1.21温度裂缝

温度应力变化产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。温度应力包括内约束温度应力和外约束温度应力。内约束温度力主要受混凝土初凝时水泥化学反应产生的水化热影响，大体积混凝土(厚度超过2．0m)浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。外约束温度力主要受梁体整体内外温差或局部构件间的温差影响，出现温度应力，引起梁体的整体或局部变形，当该变形受外部约束时，出现裂缝。同其他物质一样，混凝土同样具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，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即产生温度裂缝。

1．22混凝土收缩裂缝

收缩裂缝混凝土是由水泥、砂、石组成的非均质材料，收缩是混凝土的重要特性之一。塑性收缩、缩水收缩(干缩)自生收缩和炭化收缩等使混凝土体积发生变形。通常情况下，收缩裂缝发生在混凝土凝固的初期，特别是混凝土浇筑后一周左右。影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。加强混凝土早期的养护工作，是克服这类裂缝最有效的办法。拆模后不宜立即浇水养护，待混凝土梁体温度到达常温时才进行养护。

1．23锈蚀裂缝

由于钢筋锈蚀，使得有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，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，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝。

1．24工艺裂缝

目前预应力梁张拉多采用后张法张拉工艺，而这种张拉工艺由于混凝土承压面局部应力集中或应力传递滞缓引起的线性隆凸，由此引起混凝土拉剪裂缝。在张拉操作中必须严格按照张拉顺序及张拉力伸长量来控制，还应在张拉结束后，继续观察具体变化，禁止张拉一结束就进行钢绞线的切割施工作业。禁止立即在梁体上施加荷载。

2防止出现裂缝的几种措施

2．1提高抗裂性

对于温度和收缩引起的裂缝，薄壁结构(壁厚2O～6Ocm)增配构造钢筋提高混凝土的抗裂性。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(8～14)、小间距布置(@1O～@15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0．39／6，一般可采用0．39／6～O．59／5。

2．2防止钢筋锈蚀

要防止钢筋锈蚀，裂缝宽度不宜太宽，设计时应严格加以控制；保护层厚道要适中，不能太厚或太薄，保护层太厚造成构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，拌和时间不应小于1～2rain，使和易性好，不离析，不析水，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量。沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水丰富地区尤其应慎重，防止钢筋外露引起氧化。

2．3防止冻胀裂缝

严格按照混凝土浇筑时冬、夏季施工工艺，冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用)，可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。在25～30~C的高温环境下进行混凝土浇注施工时，必须充分重视高气温、高蒸发对混凝土质量的影响，在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度。加强振捣以减少水泥水化热，混凝土初凝前后应进行二次振捣，终凝前再对表面进行二次抹压。同时提高混凝土密实性和抗拉强度。对厚大构件或坍落度较大混凝土梁，应分层浇筑。还应注意拆模时混凝土梁的内外温差，以及混凝土入模温度、模板温度。不能过早拆模。拆模后混凝土表面就立即用草袋覆盖洒水养护，保证混凝土表面湿润，或采取塑料薄膜包裹养护．不因失水过多过快而产生裂缝。

3、结语

水泥混凝土路面裂缝产生的原因是比较复杂的，仅靠施工过程的质量控制是解决不好裂缝问题的，还必须从设计水平、政府行为、施工三方面采取措施。因此，在优化设计、限制政府不科学行为的同时，加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，这样方可最大限度地减少裂缝的产生，延长道路使用寿命，提高投资效益。

参考文献

1.A.M.内维尔著(著)刘数华、冷发光、李新宇、陈霞(译)《混凝土的性能（原著第四版）》中国建筑工业出版社，2011

2.《城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ1-2008）》中国建筑工业出版社，2008