林婷玉

摘要： 對于混凝土橋梁在建造和使用過程中， 因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量。特別是有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下， 不斷的生和擴展， 引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕， 使混凝土的強度和剛度受到削弱， 耐久性降低， 嚴重時甚至發(fā)生垮塌事故， 危害結(jié)構(gòu)的正常使用，必須加以控制。我國現(xiàn)行公路、鐵路、建筑、水利等部門設(shè)計規(guī)范均采用限制構(gòu)件裂縫寬度的辦法來保障混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。工程實踐證明很多裂縫是可以克服和控制的。

關(guān)鍵詞： 橋梁； 混凝土； 裂縫； 施工控制

前言

隨著現(xiàn)代橋梁工程施工工藝的飛速發(fā)展，各種管理手段的不斷完善與加強， 橋梁工程的內(nèi)在施工質(zhì)量已經(jīng)有了長足的提高， 外觀質(zhì)量已成為反映施工企業(yè)技術(shù)水平的最重要的一面， 如何提高砼的外觀質(zhì)量減少裂縫亦成為建設(shè)單位、監(jiān)理部門及施工企業(yè)要解決的重點問題。四會市黃田大橋新建工程位于黃田鎮(zhèn)白石咀渡口，路線全長0.776km，其中大橋長0.386km，引道長0.390km。全線按二級公路技術(shù)標準設(shè)計，計算行車速度60 km/h，橋涵設(shè)計荷載：公路—Ⅱ級，設(shè)計洪水頻率：1/100，路基寬度：12米，橋涵與路基同寬，工程概算總投資1914.2萬元。下面本人結(jié)合黃田大橋新建工程的實際施工情況，談?wù)剬蛄夯炷亮芽p的形成及施工控制的看法。

1 橋梁混凝土裂縫分析

裂縫可分為結(jié)構(gòu)性裂縫及非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類型。其中結(jié)構(gòu)性裂縫可分為設(shè)計結(jié)構(gòu)性裂縫及施工結(jié)構(gòu)性裂縫； 非結(jié)構(gòu)性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長期干裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因。設(shè)計結(jié)構(gòu)裂縫是指設(shè)計時采用的結(jié)構(gòu)型式在荷載作用下必然會產(chǎn)生的裂縫， 如非預應(yīng)力的預制梁板及非預應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁等。雖然在施工時針對這種形式設(shè)置了預拱， 但在荷載作用下， 預拱后梁底抗拉區(qū)的砼最終還是要開裂的。非預應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁還在梁頂負彎矩區(qū)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的， 但裂縫的寬度應(yīng)小于0.20mm或設(shè)計規(guī)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(jié)構(gòu)性裂縫是指由于施工原因造成的結(jié)構(gòu)性裂縫， 如預應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫， 普通鋼筋砼連續(xù)箱梁支架拆除過程中產(chǎn)生的裂縫等等。預應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒按設(shè)計位置布置、錨墊板后螺旋盤沒有頂牢錨墊板、錨墊板砼不密實或砼強度未達到設(shè)計或規(guī)范規(guī)定的張拉強度時進行張拉等原因造成的； 普通鋼筋砼連續(xù)箱梁拆架過程中產(chǎn)生的裂縫是由于落架順序不當或落架時間過長引起的， 因為一聯(lián)箱梁落架不可能在瞬間完成， 有一個從簡支梁到連續(xù)梁的受力體系以接近設(shè)計受力體系的方式進行轉(zhuǎn)換， 那么連續(xù)梁的負彎矩區(qū)在簡支過程中梁底是肯定要產(chǎn)生橫向裂縫的。

1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫的形成原因

1.2.1 塑性裂縫。塑性收縮發(fā)生在施工過程中， 混凝土澆筑后四到五小時左右， 此時水泥水化反應(yīng)激烈， 分子鏈逐漸形成， 出現(xiàn)沁水和水分蒸發(fā)， 混凝土失水收縮， 同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大， 可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如T 梁、箱梁腹板與頂?shù)装宸纸犹帲?因硬化前沉實不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮， 施工時應(yīng)控制水灰比， 避免過長時間的攪拌， 下料不宜太快， 振搗要密實， 豎向變截面處宜分層澆筑。

1.2.2 溫差裂縫。溫差裂縫， 即由于混凝土自體的溫度變化及混凝土自體溫度與環(huán)境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產(chǎn)生的裂縫。由于早期混凝土構(gòu)件被模板等材料隔離， 水泥水化所產(chǎn)生的熱量無法及時散發(fā)到空氣中， 故在初始24h 內(nèi)混凝土溫度將升高， 過幾天后隨著熱量的散發(fā)混凝土將變冷， 此時混凝土會產(chǎn)生收縮， 這種收縮受結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋及外部模板等約束會使混凝土開裂； 當砼冬季施工時， 由于砼散熱快， 其內(nèi)部溫度較高， 而表面溫度受環(huán)境影響變得較低， 表面砼的收縮率大于砼內(nèi)部的收縮率， 從而使表面砼產(chǎn)生裂縫。

1.2.3 長期干縮裂縫。長期干縮裂縫， 即混凝土長期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學的失水使砼體積縮小， 當縮小受到約束時產(chǎn)生的裂縫。通常來講， 干縮指混凝土結(jié)硬以后， 隨著表層水分逐步蒸發(fā)， 溫度逐步降低， 混凝土體積減小。因混凝土表層水分損失快， 內(nèi)部損失慢， 因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮變形， 受到內(nèi)部混凝土的約束， 致使表面混凝土承受拉力。

1.2.4 龜裂縫。龜裂縫， 即砼表面形狀不規(guī)則的微細裂紋。它的產(chǎn)生一般是由于相對溫度低、模板的滲透性低、砼中水泥用量過大等原因造成的。侵害性裂縫是由于有害的化學反應(yīng)、混凝土中的鋼筋生銹等原因造成的。

2 橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)

2.1 材料的控制。施工工藝是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵、除施工的施工操作應(yīng)嚴格按照施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進行， 對原材料（ 鋼筋、水泥、砂、碎石、水等） 都應(yīng)進行嚴格的抽樣檢檢驗。對混凝土配合比應(yīng)進行對比試驗， 在高溫下或雨后施工對砂、碎石應(yīng)進行含水量實驗，及時調(diào)整施工配合比， 確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。

2.2 溫度的控制

2.2.1 改善骨料級配， 采用干硬性混凝土、加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。由于橋面施工時剛好是夏季，氣溫較高，當時均要求施工隊拌和混凝土時用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；澆筑混凝土時減少澆筑硬度， 利用澆筑層面散熱； 在混凝土中埋設(shè)水管， 通入冷水降溫； 規(guī)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(fā)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(jié)構(gòu)，而其它在寒冷季節(jié)施工的結(jié)構(gòu)則采用保溫等措施。

2.2.2 合理地分縫分塊， 避免基礎(chǔ)過大起伏； 合理地安排施工工序， 避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。另外， 改善混凝土的性能， 提高抗裂能力， 防止表面干縮。特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫， 出現(xiàn)后要恢復其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。因此施工中應(yīng)以預防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

2.3 防止施工工藝質(zhì)量低劣引發(fā)的裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、拼裝及吊裝過程中， 若施工工藝不合理， 施工質(zhì)量低劣， 容易產(chǎn)生各種裂縫， 裂縫的寬度因產(chǎn)生的原因而異。比較常見的有：（ 1） 混凝土振搗過快， 混凝土流動性較低， 在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大， 容易澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，即塑性收縮裂縫。（ 2） 混凝土應(yīng)嚴格按配合比計量投料， 拌和時間不應(yīng)小于1～2min， 使和易性好， 不離析， 不析水， 運輸時間短， 澆注時分層澆注， 分層厚度不應(yīng)大于30cm。振搗時應(yīng)讓振搗棒插入前層5～10cm， 振搗時間為1min 左右， 直至排出氣泡為止。（ 3） 混凝土保護層過厚或上層鋼筋被踩壓變位， 使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚， 導致構(gòu)件的有效高度減少， 形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。（ 4） 混凝土運輸是混凝土施工過程中的一道工序， 工具保證不滲露， 不析水避免日曬雨淋， 在運輸過程中， 混凝土不能離析， 運輸時間不應(yīng)大于30min， 在高溫下運輸應(yīng)及時檢測混凝土坍落度， 以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失， 并及時調(diào)整坍落度。（ 5） 混凝土分層或分段澆筑時， 接頭部位處理不當， 易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。（ 6） 施工模板剛度不足， 在澆筑混凝土時， 由于側(cè)向壓力的作用， 使得模板變形， 產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。（ 7） 施工時拆模過早， 混凝土強度不足， 使構(gòu)件在自重或施工荷載作用下， 產(chǎn)生裂縫。（ 8） 施工前對支架壓實不足， 或支架剛度不足， 澆筑混凝土后支架不均勻下沉， 導致混凝土出現(xiàn)裂縫。

以上問題在施工中應(yīng)加以注意， 可以避免裂縫的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述， 混凝土橋梁發(fā)生裂縫的主要原因有以上幾種， 如何采取一定的設(shè)計和施工措施來克服和控制大的裂縫產(chǎn)生， 是每一個工程技術(shù)人員應(yīng)該深入探討的課題。因此， 嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標準進行設(shè)計， 施工和監(jiān)理， 是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運營管理過程中， 進一步加強巡查和管理， 及時發(fā)現(xiàn)和處理問題， 也是相當重要的一個環(huán)節(jié)。