赵峰 王雪燕 卢斐
宁波交通工程建设集团有限公司 浙江宁波 315000
摘要：在道路桥梁施工中，裂缝影响到桥梁结构的连续性，从而影响结构的力学性能，严重时危及安全。如何避免或减少道路桥梁施工中裂缝，笔者基于多年实践经验，对道路桥梁施工中裂缝产生的原因进行了分析，并从设计、施工方面进行了对策探讨，对于提升道路桥梁施工水平有一定的借鉴作用。
关键词：道路桥梁施工；裂缝；原因分析
引言
在道路桥梁施工，裂缝会削弱结构刚度，增加桥梁的挠度；受拉区裂缝会显著增大钢筋的应力；裂缝为水和空气侵入混凝土结构内部提供通道，降低梁桥的耐久性，同时，裂缝也影响桥梁的外观质量。因此，将混凝土桥梁的裂缝有害程度控制在允许范围内却是十分必要的。
1、道路桥梁施工中裂缝分类
根据结构承载力的影响，可将道路桥梁施工过程中出现的裂缝分为两种：一种是结构性裂缝，另一种是非结构性裂缝。两种裂缝因归属原因不同而会产生不同的结果。
1.1结构性裂缝。结构性裂缝是指由于外界荷载过大或桥梁的结构承载力过低而造成桥梁发生结构性裂缝。由其含义可知，造成桥梁出现结构裂缝的主要原因是由于桥梁的的刚性、延性以及强度等不足。从桥梁产生结构裂缝的力学原理角度来说，可以将结构裂缝分为很多种，包括：拉压、剪切、弯曲、预应力二次、扭曲、局部应力裂缝等。目前国内研究表明结构性裂缝主要是由荷载引起的。这里的荷载主要包括两种，即直接荷载和间接荷载。直接荷载主要是由预应力以及风等产生的；间接荷载则主要来源于一些其它因素如温度、收缩、沉降、渐变等环境的变化。
1.2非结构裂缝。非结构裂缝指的是桥梁因外界环境变化而产生的非荷载结构变形或者混凝土因不能满足自身而发生的变形。相对结构性裂缝而言，非结构性裂缝不会对桥梁结构的整体或局部承载力产生影响，可一旦超过某一限度，会对桥梁的耐久性及美观性造成影响，甚至削弱结构承载力。按照形成机理不同，非结构裂缝可划分为收缩裂缝、塑性裂缝、温度裂缝，以下对其形成原因进行分析。
1.2.1 收缩裂缝
桥梁混凝土凝固时体积会变小，体积的缩小会导致混凝土表面产生收缩裂缝。这些裂缝多呈细而密的形态，大多沿梁和板的长边均匀分布。在平面部位和侧面部位常见大体积混凝土，在拉筋位置上常有预制构件。混凝土梁高度较大的话，一般在腰部会产生竖向裂缝，集中在构件的中部，底部没有，呈现中间宽两头细的形态，这是因为配筋的密度，密度大，裂缝就少，密度小的混凝土承受的拉力有限，因此裂缝就多。另外，泥沙含量大的混凝土也容易产生收缩缝。
1.2.2 早期塑性沉降裂缝
塑性收缩缝是指新拌的混凝土在凝固过程中，因表面的水分蒸发而引起的裂缝，常见于构件的外露表面。混凝土在凝固的过程中，还尚处于流塑态，由于重力的作用，混凝土会进一步的压实，表面伴随着水分的蒸发和表面的干缩，就会在表面产生塑性沉降裂缝。例如，在混凝土浇筑几个小时之后，有时会出现长短不一、走向不规则的裂缝，这种裂缝被称为龟裂。塑性沉降裂缝的特征是一般出现在构件表面水平钢筋的上方，当保护层较弱时，裂缝可沿钢筋长度方向发展，并且钢筋直径越粗，保护层越弱，这种现象就越明显。这种现象的原因是在未凝固的混凝土中，浆体会有下沉的趋势，相应的水分就会上移，这样就会在表面形成塑性沉降裂缝，并且在水平钢筋的底部形成水分空隙。
1.2.3 水化热温度裂缝
道路桥梁施工时，混凝土拌和过程会产生升温、降温效应，即水化过程。尤其对于体积较大的混凝土，在升温、降温中会受到温差边界约束力作用，进而自身产生自约束应力，导致裂缝形成。实践证明，在混凝土浇筑桥梁后三天左右，其自身温差处于最大，当此温差超过 20℃时，即可发生开裂现象。根据桥梁结构特征，此裂缝常出现混凝土长边中心，腹板与顶、底板相交角隅处。
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2.避免或减少道路桥梁施工中裂缝的措施探讨
2.1 对材料的控制
材料对于工程的质量有着非同一般的意义，无论多先进的施工技术，一旦材料出问题，那么后果就无法挽回。施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外，对原材料（钢筋、水泥、砂、碎石、水等）都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高温或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。
2.2 对温度的控制
对于温度控制，给出以下的建议：改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。合理分缝分块，避免基础过大起伏；合理安排施工工序，避免过大高差和侧面长期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干缩。特别是保证混凝土质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。
2.3 非结构性裂缝防止措施
防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工，对支架进行全面预压以消除非弹性变形；硅中加减水剂减少硅泌水，确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有：加强早期混凝土养护以降低混凝土中水分蒸发速率，方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿润养护。防止温差裂缝的措施有合理安排浇筑顺序及浇筑速度，在混凝土浇注过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温，冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。防止干缩裂缝的措施有设计时布设足够的控制裂缝的分布筋，施工配合比设计时减小水灰比，尽量增加骨料用量、在骨料级配许可的情况下尽量增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿润养护。防止龟裂的措施有配合比设计时水泥用量不宜过多，振捣要密实而不过振，混凝土表面泌水及浮浆要及时清除并注意及时养护。
2.4 对设计的控制
在设计中一定要注意约束状态下的结构和自由变形状态下的结构，也就是常说的“抗”与“放”。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为止裂缝所采取的有力措施。“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”结合、或以“抗”为主、或以“放”主的设计原则，来选择结构方案和使用的材料。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等不能回避时，应做局部处理，如在转角处做圆角，突变处应加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。积极采取补偿混凝土技术。在常见混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中靠掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，事实证明，效果是很好的。对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
3 结束语
道路桥梁裂缝的设计、施工防治效果贯穿于桥梁建设的全过程，其控制成效也直接影响着桥梁病害的预防与后期控制，关系到工程建设参与各方的经济利益。相关人员要在不断分析道路桥梁施工中裂缝产生原因的基础上，借鉴国内外裂缝防治技术理论和实践经验，勇于探索、创新成功有效的裂缝防治施工方法，不断发展我国的交通事业。
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[3]邰恩达.桥梁工程大体积混凝土裂缝产生原因与解决策略[J].民营科技，2012，（11）：330.
论文作者:赵峰,王雪燕,卢斐
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/28
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 结构论文; 荷载论文; 塑性论文; 道路论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;