混凝土橋梁結構裂縫的預防措施

隨著交通事業的飛速發展，我國的橋梁建設廣泛用于公路、鐵路建筑中。橋梁施工過程中，很容易出現裂縫。裂縫的出現不僅僅影響工程質量甚至會導致橋梁垮塌。混凝土開裂經常困擾著我們橋梁工程技術人員。其實，如果采取有效的施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。為了盡量避免工程中出現危害較大的裂縫、少出裂縫，提出了有效預防與處治的對策,以保證結構的安全和耐久性。

2 常見的混凝土施工裂縫形成原因

裂縫可分為結構性裂縫及非結構性裂縫兩大類型。其中結構性裂縫可分為設計結構性裂縫及施工結構性裂縫。非結構性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長期干裂縫及其它侵害性裂縫。

2.1 結構性裂縫的形成原因

設計結構裂縫是指設計時采用的結構型式在荷載作用下必然會產生的裂縫，如非預應力的預制梁板及非預應力現澆連續箱梁等。雖然在施工時針對這種形式設置了預拱，但在荷載作用下，預拱消失后梁底抗拉區的混凝土最終還是要開裂的。非預應力現澆連續箱梁還在梁頂負彎矩區產生裂縫。這種裂縫是正常的、安

全的，但裂縫的寬度應小于0．20mm或設計規定的范圍，若超過這個范圍，那么裂縫就不正常了，就需要對其成因及安全性作進一步分析和鑒定。施工結構性裂縫是指由于施工原因造成的結構性裂縫，如預應力結構的張拉裂縫，普通鋼筋混凝土連續箱梁支架拆除過程中產生的裂縫等等。

2.2 非結構性裂縫的形成原因

2.2.1人為產生的裂縫

（1） 設計不當產生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過多凹凸角，產生的凹角應力集中導致出現裂縫。一些超長建筑物，很易出現伸縮裂縫。此外，因設計的承重板件厚度太小，剛度減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大，致使板件出現穿透性裂縫。（2）混凝土材料使用不當產生的裂縫，比如：使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產生裂縫。（3）施工方法不規范會導致混凝土產生裂縫。

2.2.2 塑性裂縫

塑性裂縫，即混凝土在可塑狀態下出現的裂縫，分為沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫產生的原因一是由于混凝土在塑性狀態下其基礎、支架等有不均勻沉降，使局部地方的混凝土變形受約束導致裂縫；二是由于重力作用使混凝土中較重顆粒下沉，而使水泥漿上浮，當這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束時就會產生裂縫。收縮裂縫產生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土內水份的蒸發速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面形成彎月形產生毛細管張力，混凝土自體收縮所產生的拉應力大于 混凝土本身的抗拉強度而導致裂縫。

2.2.3 溫度應力引起的裂縫

溫度應力引起裂縫，即由于混凝土自體的溫度變化及混凝土自體溫度與環境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產生的裂縫。由于早期混凝土構件被模板等材料隔離，水泥水化所產生的熱量無法及時散發到空氣中，故在初始24h內混凝土溫度將升高，過幾天后隨著熱量的散發混凝土將變冷，此時混凝土會產生收縮，這種收縮受結構內部鋼筋及外部模板等約束會使混凝土開裂；當混凝土冬季施工時，由于混凝土散熱快，其內部溫度較高，而表面溫度受環境影響變得較低，表面混凝土的收縮率大于混凝土內部的收縮率，從而使表面混凝土產生裂縫。

2.2.4 長期干縮引起的裂縫

長期干縮引起的裂縫，即混凝土長期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學的失水使混凝土體積縮小，當縮小受到約束時產生的裂縫。通常來講，干縮產生的混凝土應變速率非常慢，而且混凝土徐變產生的松弛可抵消部分干縮應變。但混凝土設計的體積與表面積的比值、分布鋼筋的布置、混凝土的配合比及混凝土所處環境的溫度、濕度等都會導致干縮而產生裂縫。

3 橋梁混凝土裂縫的施工防治措施

3.1材料控制

（1）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關系。一般情況下，水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土，使用強度等級為42.5的水泥比較合適，可以達到合理的水灰比，保證施工質量。切記不能只為片面追求經濟效益，使用高標號水泥、大水灰比的配合

比。在現場一定要設置與施工規模和進度相匹配的水泥庫，嚴禁不同廠家的水泥混用。

（2）選用級配良好的粗、細骨料，粗骨料中針片狀石子嚴禁超標，細骨料不能使用細砂，含泥量嚴格控制在規范要求以內。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應速度，降低混凝土入模溫度。

3.2 溫度的控制

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改善骨料級配，盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等； 采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；改善混凝土的攪拌加工工藝，在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間；熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度，如果是大體積混凝土，因為溫度應力與結構尺寸相關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，所以在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫，減小混凝土的內外溫差，減小約束；是加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻；在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝

土表面發生急劇的溫度變化；施工中長期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結構，在寒冷季節采用保溫等措施。

3.3 非結構性裂縫防止措施

防止塑性沉降裂縫的措施有基礎處理、支架搭設進行科學設計、嚴格施工．對支架進行全面積預壓以消除非彈性變形；混凝土中加減水劑減少混凝土泌水，確保混凝土保護層厚度、混凝土施工時進行二次抹面。防止塑性收縮裂縫的措施有加強早期混凝土養護以降低混凝土中水分蒸發速率。方法是結構外露面覆蓋麻袋、海綿等澆水濕治養護。防止溫差裂縫的措施有合理安排混凝土澆注順序及澆筑速度，在混凝土澆注的過程中除部分溫差。夏季施工時骨料要灑水降溫，冬季施工時混凝土表面應覆蓋保溫。

防止干縮裂縫的措施有設計部門布設足夠的控制裂縫的分布筋。施工配合比設計時減小水灰比。盡量增加骨料用量、增大骨料粒徑，施工完成后加強混凝土的濕治養護。

4 裂縫處理

4.1 表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同

時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2 填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（〉0.3mm），作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達到效果的裂縫，以及小規模裂縫的簡易處理可采取開Ｖ型槽，然后作填充處理。

4.3 灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

4.4結構加固法

當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

4.5混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

5 結束語

混凝土是當前最廣泛使用的建筑結構材料之一。在橋梁施工過程中，要嚴格控制好材料質量、施工工藝、以及現場的施工管理，根據現場條件，材料特點，氣溫等多種因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂縫的產生，以確保工程質量。

參考文獻:

[ 1 ] GB 50010-2002混凝土結構設計規范[ S] .

[ 2 ]JGJ55-2000普通混凝土配合比設計規程.

[3 ]GB 50164-92混凝土質量控制標準 .

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