摘要：混凝土桥梁结构上会出现各不相同的裂缝，构成的原因也是多方面的，桥梁的裂缝问题会直接影响到桥梁施工的质量，同时也会给人们生产生活带来不便。据此，本文探讨了混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策。
关键词：混凝土桥梁；施工裂缝；荷载；温度；材料
一、混凝土桥梁施工裂缝的成因分析
（一）荷载原因
混凝土桥梁工程需要承受大量的载荷，载荷是导致混凝土出现裂缝的主要因素。具体来讲，混凝土结构的受力形式主要有两种，第一种是直接应力；第二种则是次应力，在两者的作用之下，混凝土结构会产生一定的形变，当其承受的载荷大小超过了可以承受的最大值时，混凝土结构就会出现裂缝。总的说来，在载荷的作用之下，混凝土结构出现裂缝的形式是不一样的，具体可分为以下几种：弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝、局部应力裂缝等等。
（二）温度原因
从物理的角度讲，热胀冷缩是所有物质都具有的性质。桥梁的混凝土结构也具有热胀冷缩的性质，在这种情况之下，混凝土结构就会出现相应的形变。在形变的作用之下，应力也就随之产生，这样就有可能出现裂缝。如果由于温度变化产生的应力大于混凝土本身的抗拉强度，那么就会产生相应的裂缝。具体来讲，在温度的影响之下混凝土一般会出现三种形式的裂缝，分别是表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。
（三）收缩原因
混凝土施工完成后会出现收缩现象，导致体积发生变化，进而引发裂缝问题。
常见类型是塑性收缩和干缩裂缝，主要发生在混凝土初凝到养护之前。混凝土浇筑完成后，水泥会出现较为强烈的水化反应，混凝土出现水分缺失现象，进而导致收缩发生，并在表面出现较大的拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度，就会出现收缩裂缝。
（四）材料原因
材料是决定混凝土结构质量的关键因素，材料也是导致混凝土结构产生裂缝的关键因素。这里的材料主要指的是水泥、骨料、砂石等等。具体来讲：砂石是构成混凝土的重要成分，砂石的大小决定了混凝土的空隙率。如果空隙率比较大，那么为了与之匹配，水泥和水的用量也就比较大，最终形成的混凝土强度不是很高。
二、混凝土桥梁施工裂缝的防治对策
某桥梁工程全长451m，是公路工程的组成部分，桥面宽26m，设计时速40km/h。为提高工程质量，施工单位将质量控制重点放在裂缝预防方面，综合采取以下措施，实现对裂缝控制。
（一）改善荷载条件
针对由于载荷而产生的混凝土裂缝，如果位置不同，那么所采取的防治措施也就是不一样的。首先，相关人员需要确定混凝土结构需要承受的动载荷和静载荷，然后构建出科学合理的数学模型，并以此为依据确定混凝土结构承受的载荷最大值。在对桥梁工程的实际施工过程中，施工人员可以通过以下措施来防止混凝土裂缝：第一，避免机械设备对混凝土结构造成过大的载荷；第二，通过一些保护措施来减轻公路桥梁工程的负担，例如禁止搭载等等。
（二）合理控制温度裂缝
第一，在材料处理过程中，可以用水将碎石冷却，这样可以有效降低混凝土浇筑温度，避免在低温环境下由于冻胀而产生裂缝。
第二，可以通过降低浇筑水泥的厚度来对混凝土建筑主体进行散热，特别是在温度较高的气候中，有效的散热可以缓解由于高温带来的膨胀，保证公路、桥梁结构的稳定性。并且只有保证施工工艺，才能将桥梁产生混凝土裂缝的几率控制在最小的范围，桥梁结构钢筋保护层厚度如下表所示：
表 桥梁结构钢筋保护层厚度
第三，在桥梁施工过程中，需要谨慎控制混凝土的入模温度。由于公路、桥梁工程的特殊性，需要的混凝土体积较大，因此浇筑工作往往在气温适宜的秋季进行，这样可以避免温度过高或者过低带来的负面影响，防止裂缝产生。如果受限于施工工期，需要在冬季或者夏季进行浇筑，那么夏季要避免阳光暴晒，降低入模的温度，冬季则要采取保暖措施，控制温度，避免温差过大。
（三）预防收缩裂缝
混凝土施工时，应该选用低热化水泥，适当减少水泥用量，做好混凝土配合比设计工作，提高配合比设计质量，规范的施工操作、合理的混凝土配合比、严格的养护和监测等对混凝土裂缝的预防有着重要的意义。
根据桥梁设计要求、混凝土设计强度制定科学的混凝土配合比，尤其是控制好水灰比，并选择级配合格、品质优良的砂石作为混凝土集料，尤其是控制好集料的粒径，以确保混凝土具有较好的抗裂性能；强化混凝土的养护，强化混凝土的养护工作，避免混凝土在硬化过程中水分散失过多而产生裂缝，或因温度变化而产生裂缝，对此要强化混凝土表面的保湿工作、合理浇水，并结合环境条件对混凝土进行覆盖，避免温度下降过快或水分蒸发严重。
（四）混凝土原材料的选用
1、水泥的选用
理论研究表明混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是，对于桥梁中的混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。
另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。因此在混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。我们应该充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。
2、外加剂的使用
采用缓凝高效减水剂以及膨胀剂。通过试验证明在混凝土中添加膨胀剂后期内部将形成膨胀应力，能够将部分混凝土的收缩应力进行抵消，从而加强了混凝土抗裂强度。
3、混凝土的骨料控制
在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。
（五）重视裂缝的修补工作
1、表面修补法
表面修补法对于混凝土表浅裂缝以及深层裂缝有着良好的修补效果，表面修补法一般通过在混凝土表面涂抹水泥浆来实现，由于这种修补方法对混凝土的承载力没有明显的影响，因而应用较为广泛。
2、灌浆修补法
当施工中发现深度较深，对混凝土的结构完整性或者结构强度有着严重危害的裂缝时，必须采取深层的修补措施，灌浆修补法是将灌浆材料压入混凝土裂缝，浆液硬化后达到修补效果，公路桥梁施工中常以环氧聚合物或者水泥浆作为灌浆材料，当裂缝程度十分严重时，还可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯进行灌浆修补。
3、嵌缝法
在混凝土的裂缝处开槽，向槽内填充封堵材料的修补方法叫做嵌缝法，这种做法具有良好的修补效果，且修补后的裂缝外观平整，有利于提升公路桥梁工程外观质量。
4、结构加固法
在很多桥梁工程中，有些混凝土裂缝的产生，不但影响工程外观，更会改变混凝土结构性能，削弱其结构强度，对公路桥梁的使用寿命以及使用性能产生严重的影响，结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
结语
综上，混凝土裂缝经常容易出现于桥梁施工中，其会对桥梁施工质量、使用性能和使用寿命等造成直接的影响。今后在工程建设中，我们需要认识导致裂缝产生的原因，并根据具体情况，采取相应的防治混凝土裂缝的原因，保证桥梁建设的质量，提高桥梁建设的综合效益，进而提高我国建筑工程的安全性。
参考文献：
[1]张周全.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（34）.
[2]葛丽，郭严.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析[J].房地产导刊，2015，（17）
论文作者:韩沛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 水泥论文; 载荷论文; 应力论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第8期论文;