鄭伏龍

(貴州省公路勘察設(shè)計(jì)院)

1 混凝土橋梁裂縫形成的原因

1.1 施工材料的質(zhì)量問題引起的裂縫

因混凝土主要是有拌合水、砂、水泥、骨料、外加劑和摻合料搭配而成的。每種材料混合使用的比例不合理或者使用產(chǎn)品質(zhì)量不合格，都會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。(1)拌合水和外加劑。若其中含有氯化物雜質(zhì)較多對于橋梁鋼筋的腐蝕就會越大。(2)砂和骨料。對混凝土而言若使用的砂石粒徑較小且砂石級配過低，就會造成空隙率變大，想要形成混凝土就要加入更多的拌合水和水泥。而拌合水和水泥的增加必然會影響混凝土的收縮能力，減弱混凝土的強(qiáng)度。同時，若砂石中含有的泥較多，不僅會導(dǎo)致拌合水和水泥使用量增加，還會降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性、抗凍性。(3)水泥?；炷恋男纬蓪Σ馁|(zhì)要求相對較高，在選擇水泥時首先要確定以下特性:含堿量、安定性、干燥性、強(qiáng)度及有效期。如水泥含堿量偏高或偏低、安定性不合格、水泥受潮、強(qiáng)度不足、水泥已過有效期等因素都會引起混凝土裂縫。

1.2 施工工藝造成混凝土裂縫

在建造、運(yùn)輸、安裝混凝土橋梁時，若建造者施工的工藝不當(dāng)，且施工質(zhì)量較差時，也會造成混凝土裂縫，大致包括以下幾個層面。(1)準(zhǔn)備工作不充分，在施工前對于橋梁支架的剛度評估不準(zhǔn)確或者是支架壓實(shí)的程度不夠，造成澆筑后的橋梁支架不均勻。且在施工時，會因?yàn)槟０宓膭偠炔缓侠?，從而?dǎo)致橋梁側(cè)向和自重的作用，引發(fā)模板變形。(2)對混凝土進(jìn)行攪拌時操作不合理、運(yùn)輸過程較長就會導(dǎo)致混凝土的水分蒸發(fā)過快，從而混凝土的承受能力也會相應(yīng)變?nèi)?同時，若澆筑混凝土橋梁時速度過快，就會造成凝土硬化前沉實(shí)不均，造成沉實(shí)不足，或沉實(shí)過大;(3)混凝土施工時，施工人員工藝不精湛，對于水灰的比例調(diào)整不合理，就會導(dǎo)致混凝土在凝結(jié)硬化時收縮量發(fā)生變化。同時，在混凝土分層或分段進(jìn)行澆筑時，若接頭位置的細(xì)節(jié)處理的不夠好也會引起混凝土裂縫。

1.3 荷載引起混凝土橋梁裂縫

橋梁的荷載裂縫主要是指:混凝土橋梁在動荷載、常規(guī)靜力和次應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂縫。其主要包括直接應(yīng)力和次應(yīng)力兩種。(1)直接應(yīng)力裂縫主要由外荷載造成直接應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。主要表現(xiàn)為:計(jì)算模型不科學(xué);結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與假受力不符、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)不夠、考慮問題片面。施工時，擅自變更結(jié)構(gòu)施工的正確順序，不按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力模式改變。同時，在使用橋梁時，橋梁所承受的超出記載重量的車輛、車輛與船只在橋梁上的碰撞、因自然災(zāi)害引起的風(fēng)雪、爆炸、地震等都是造成橋梁裂縫的直接應(yīng)力。(2)次應(yīng)力裂縫主要因外荷載造成的次生應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。主要表現(xiàn)為:對于混凝土橋梁構(gòu)造進(jìn)行常規(guī)計(jì)算時，無法運(yùn)用準(zhǔn)確的公式對其進(jìn)行模擬計(jì)算，只能根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置。而橋梁結(jié)構(gòu)時經(jīng)常需要進(jìn)行開洞、鑿槽、設(shè)置牛腿等。若對其處理不當(dāng)，則這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件或轉(zhuǎn)角就會突變出現(xiàn)裂縫。同時，在審計(jì)外荷載時，因其實(shí)際工作狀況與常規(guī)計(jì)算存在的出入不作考慮，也會導(dǎo)致橋梁某部位引發(fā)次應(yīng)力。

1.4 溫度、凍脹、鋼筋銹蝕、地基形變等因素造成混凝土裂縫

(1)物理學(xué)上講事物均具有熱脹冷縮的特性，混凝土也不例外，隨著混凝土內(nèi)、外部部環(huán)境溫度的變化，混凝土也會隨之形成相應(yīng)形變，當(dāng)應(yīng)力最終大于混凝土抗拉的強(qiáng)度時就會產(chǎn)生溫度裂縫。(2)當(dāng)混凝土周圍氣溫過低，一旦低于混凝土的應(yīng)力點(diǎn)就會導(dǎo)致混凝土冰凍，冰凍之后體積膨脹，而周圍溫度升高后混凝土體積變小，在形變過程中產(chǎn)生形變應(yīng)力，且當(dāng)膨脹應(yīng)力過大時，就會導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)。(3)在施工時對橋梁鑄造的保護(hù)層不夠，導(dǎo)致空氣中含有的二氧化碳進(jìn)入橋梁鋼筋的表面對其進(jìn)行侵蝕碳化，引起圍繞著鋼筋的混凝土自身堿度降低、鋼筋氧化膜被破壞被銹蝕，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被破壞產(chǎn)生裂縫。(4)在構(gòu)造前對于地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)度不夠、構(gòu)造資料不準(zhǔn)確，建造后地基受周圍溫度的影響進(jìn)行熱脹冷縮，引起地基不均勻沉降或位移，也引起其他附加應(yīng)力的發(fā)生，若混凝土的抗拉能力不足時，混凝土結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)裂縫。

2 處理方法

為保證混凝土橋梁的施工質(zhì)量針對以上問題需要采取以下做法:(1)采用優(yōu)質(zhì)合格的水泥和嚴(yán)格控制好水泥的用量、砂和骨料的用量、拌合水和外加劑的搭配比例，防止因施工材料的質(zhì)量問題引起的混凝土橋梁裂縫。(2)對施工工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，加強(qiáng)對施工人員的技術(shù)管理。在施工前對原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，施工時嚴(yán)格組照結(jié)構(gòu)方案的要求進(jìn)行施工，確保每個人分工明確。同時還要加強(qiáng)對于施工時的監(jiān)測工作，按時進(jìn)行檢查進(jìn)行詳細(xì)記錄，對于澆筑時可能會產(chǎn)生的裂縫，采取合理措施盡量避免消除施工初期產(chǎn)生裂縫，從而增加混凝土橋梁的抗拉強(qiáng)度。(3)為防止因荷載引起的混凝土橋梁裂縫，應(yīng)加強(qiáng)對于混凝土早期養(yǎng)護(hù)。確?；炷翗蛄涸谠馐苤苯討?yīng)力和次應(yīng)力時，能盡量避免裂縫的產(chǎn)生。同時，對于因溫度、凍脹、鋼筋銹蝕、地基形變而引起的混凝土橋梁裂縫，能夠在構(gòu)建前進(jìn)行充分的考核與判斷，確保在外力及內(nèi)力的作用下，混凝土橋梁具有強(qiáng)固的抗壓性和承受力。

3 討 論

雖然影響混凝土橋梁裂縫的成因有很多，但是大致可分為兩類，內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素主要表現(xiàn)為:內(nèi)部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式、設(shè)計(jì)形式、鋼筋防護(hù)層的厚度及鋼筋直徑的大小、使用水泥和骨科的種類、混凝土水灰的比例、外加劑、澆筑及養(yǎng)護(hù)的工藝等。外界因素則主要指的是環(huán)境因素。因此在具體施工過程中需要結(jié)合內(nèi)外部因素，對于內(nèi)外部原因產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行觀察對比，在出現(xiàn)裂縫時及時進(jìn)行分析、總結(jié)。總之，在施工過程中要設(shè)定多種預(yù)防應(yīng)對措施，確保把混凝土的裂縫控制在實(shí)際允許的范圍內(nèi)。

［1］崔秀慧.探究混凝土橋梁裂縫的成因［J］.內(nèi)蒙古大學(xué)報(bào)，2013，11(4):35－37.

［2］李勝軍.混凝土橋梁裂縫的形成原因及處理方法［J］.內(nèi)蒙古大學(xué)報(bào)，2014，2(8):12－15.