試析橋梁施工中混凝土裂縫的問(wèn)題

摘要：橋梁施工中經(jīng)常出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重影響了橋梁的使用壽命。為保證橋梁質(zhì)量，在施工中必須按施工要求，控制好溫度，產(chǎn)生裂縫后應(yīng)綜合分析裂縫產(chǎn)生原因，并及時(shí)采取有效措施。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；混凝土裂縫；防治措施

Abstract: In the construction of bridge concrete crack problems appears frequently, seriously affecting the service life of the bridge. In order to ensure the quality of the bridge, under construction according to construction requirements, good control of temperature, cracks should be integrated in the analysis of the causes of cracks, and promptly take effective measures.

Key words: bridge construction; concrete crack; prevention measures

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一、前言

混凝土是橋梁建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到橋梁的安全和使用壽命。目前填充橋梁存在多種橋梁開裂現(xiàn)象，為了杜絕和防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了要對(duì)施工進(jìn)行有效管理外，還要在設(shè)計(jì)和施工等階段采取有效措施來(lái)進(jìn)行有效預(yù)防和解決。本文通過(guò)對(duì)填充墻橋梁開裂的原因進(jìn)行分析，探討了各種橋梁開裂現(xiàn)象，并提出相應(yīng)解決策略。在施工中，由于受外界因素及施工質(zhì)量影響，混凝土的強(qiáng)度和耐久性會(huì)大大削弱，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。如果不采取有效的修補(bǔ)措施，定會(huì)對(duì)橋梁使用造成負(fù)面影響，關(guān)鍵部位出現(xiàn)裂縫甚至?xí)�危及橋梁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝土碳化嚴(yán)重，鋼筋保護(hù)層脫落，腐蝕，從而引發(fā)橋梁垮塌等惡性事故。為了避免這一局面的發(fā)生，施工人員必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范，采取有效的控制手段，確�；炷�土結(jié)構(gòu)的正常使用。

二、引起裂縫的成因及類型

1.荷載引起的裂縫。荷載裂縫是指混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫，主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。由外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫被稱為直接應(yīng)力裂縫；由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫被稱為次應(yīng)力裂縫。

荷載裂縫產(chǎn)生的原因在于施工過(guò)程中，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝；不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。

2.溫度變化引起的裂縫�；炷�土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)

構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。日照和驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見(jiàn)原因。

第一，水化熱。出現(xiàn)在施工過(guò)程中，大體積混凝土（厚度超過(guò)2.0米）澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。第二，蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。第三，預(yù)制梁時(shí)橫隔板安裝，支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時(shí)，若焊接措施不當(dāng)，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼材溫度可升高至很高，混凝土構(gòu)件也容易開裂。

3.收縮引起的裂縫。在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見(jiàn)的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。

發(fā)生在施工過(guò)程中、混凝土澆筑后4~5小時(shí)左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮

混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。

自生收縮是混凝土在硬化過(guò)程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界濕度無(wú)關(guān)，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負(fù)的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。

大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。

4.地基礎(chǔ)變形引起的裂縫。由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎(chǔ)如擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或同時(shí)采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長(zhǎng)差別大時(shí)，或同時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)但基底標(biāo)高差異大時(shí)，可能引起地基不均勻沉降。轉(zhuǎn)

5.施工材料質(zhì)量引起的裂縫。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

砂石粒徑太小、級(jí)配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂，后果更嚴(yán)重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強(qiáng)度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還會(huì)降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過(guò)多，將延緩水泥的硬化過(guò)程，降低混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

體積膨脹2.5倍。

拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。

6.施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。

三、混凝土裂縫的防治措施

1）建立健全橋梁混凝土施工操作管理流程。要想有效的防治混凝土裂縫產(chǎn)生，首先要建立健全橋梁混凝土施工操作管理流程，在工人中加強(qiáng)施工操作管理流程教育，樹立嚴(yán)格按橋梁混凝土施工操作管理流程的施工思想意識(shí)，堅(jiān)決抵制形式主義，要進(jìn)度不要質(zhì)量的錯(cuò)誤思想。從主觀上重視并做到認(rèn)真執(zhí)行管理流程，將大大降低裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。

2）嚴(yán)把材料關(guān)。有效消除橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生，應(yīng)選擇合適的材料并把好質(zhì)量。采購(gòu)時(shí)要根據(jù)橋梁建筑的地質(zhì)條件和環(huán)境特點(diǎn)，選擇適合橋梁澆筑的材料，并嚴(yán)格按照材料質(zhì)量檢驗(yàn)程序，確保材料質(zhì)量合格。舉例說(shuō)明：在施工中可采取選擇低熱礦渣水泥和硅酸鹽水泥、減小水泥細(xì)度、摻加粉煤灰等方法來(lái)降低水化熱。在施工選料時(shí)，細(xì)骨料要采用級(jí)配良好的中粗砂和中砂，潔凈的中粗砂最好，粗骨料選擇時(shí)要以粒徑大為好。也可以通過(guò)在水泥中適當(dāng)添加添加劑，改善混凝土的特性。如添加減水劑可提高混凝土強(qiáng)度，改善其和易性；添加引氣劑可以提高混凝土持久性，改善其可泵性；添加緩凝劑延緩凝土放熱峰值出現(xiàn)時(shí)間等，通過(guò)以上嚴(yán)把材料關(guān)及采用材料合理配比，可有效消除混凝土橋梁的裂縫產(chǎn)生。

3）采用科學(xué)的施工方法。有效消除橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生要采用科學(xué)的施工方法。第一，拌制時(shí)，要科學(xué)計(jì)算用料，準(zhǔn)確下料，控制初級(jí)口溫度。第二，澆筑及拆除模板時(shí)，要嚴(yán)格控制時(shí)間，確保澆筑質(zhì)量。第三，采取合理措施，做好表層隔熱保護(hù)工作。第四，通水、冷卻要科學(xué)、合理。第五，合理安排養(yǎng)護(hù)時(shí)間、做好施工保養(yǎng)工作。

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四、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于目前來(lái)說(shuō)，混凝土裂縫是橋梁施工中最常見(jiàn)的問(wèn)題。然而，裂縫的產(chǎn)生對(duì)橋梁壽命的影響也是巨大的。在施工中，必須全面分析裂縫產(chǎn)生機(jī)理，控制施工溫度，對(duì)于產(chǎn)生的裂縫必須采取積極有效的措施，這樣才能確保橋梁質(zhì)量。