公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治

公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治

刘元波

山东东方路桥建设总公司山东临沂276000

【摘要】随着国民经济的迅速发展和科技水平的不断提高，我国在交通建设工程上取得了较大的进步，尤其是公路桥梁的建设，更是取得了令人瞩目的成就。而在公路桥梁工程施工过程中，公路桥梁墩身混凝土的开裂的情况时有发生，严重影响着工程的质量,降低工程的使用寿命，一直是困扰工程技术人员的一大难题。因此为了公路桥梁的的质量，一定要注重桥墩身混凝土的工程。本文主要研究公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治措施，以供参考。

【关键词】公路桥梁；墩身混凝土；开裂防治

前言

公路桥梁的桥墩一般体积较大，由于多种原因，如施工不当、养护不利、以及混凝土自身质量问题导致公路桥梁墩身会出现不同程度的开裂。作为桥梁墩身的常见问题，其通常会影响桥梁的使用寿命，降低工程质量，也是困扰工程技术人员的长期顽疾。防治桥梁墩身开裂对保证桥梁结构安全有重要意义。

1公路桥梁墩身混凝土裂缝产生的原因

1.1温度变化引起的裂缝

1.1.1年温差

一年中四季温度不断变化，当结构的位移受到限制时就会引起温度裂缝。年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度。

1.1.2日照

桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其他部位，温度分布呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和骤然降温是导致温度裂缝的最常见原因。

1.1.3骤然降温

突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但由于内部温度下降较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实际资枓进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

1.1.4水化热

出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2m）浇筑后由于水泥水化放热，使混凝土内部温度升高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

1.2收缩引起的裂缝

施工过程中，由于这一原因产生的裂缝最为常见。实际上，塑性收缩以及缩水收缩这两种，在实际施工过程中对于工程的整体质量的影响是最为巨大的，当然，碳化性收缩对于工程质量同样有着非常重要的解释意义。

1.2.1塑性收缩。通常发生在混凝土浇筑之后的9～12h左右，混凝土的整体受力情况发生了巨大的改变，同时由于水泥分子链在这一阶段基本形成，所以产生了极其巨大的水分子扩散现象。由这种情况所导致的收缩我们通常情况称之为塑性收缩。

1.2.2缩水收缩（干缩）。混凝土在正常情况下的水分蒸发过程中，出现的固体提及减少的情况在实际施工过程中通常称之为缩水收缩，也就是我们在研究过程中非常常见的干缩现象。这种情况出现的根本原因在于混凝土的内外部水分情况不同导致的收缩情况不同，实际上，这种情况对于工程的安全施工所带来的隐患是非常巨大的。

1.2.3自生收缩。自生收缩同样常见于各种大型混凝土施工工程中，这种收缩出现的原因实际上和外界的干湿程度没有直接的关系，目前来说对于这种收缩所产生的原因还没有形成被广泛接受的论断。实际施工过程中所出现的混凝土收缩裂缝具有表面裂缝面积大、纵横交错以及没有固定形状规律的特点。

1.3结构设计缺陷的影响

在施工过程中，在对混凝土结构考虑时，片面的认为混凝土强度等级越强安全程度越高，只要提高混凝土强度就能提高安全程度。所以，为了对施工中存在的缺陷进行错误补偿，没有依据的随意提高混凝土强度等级，这样就造成了水泥用量的大大增加，发生干缩变形后，混凝土增大，从而导致了混凝土结构的开裂。

2公路桥梁墩身混凝土开裂的预防

2.1设计阶段

在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下，可选择尺寸较小的圆形截面桥墩，以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值，从而降低其开裂风险。此外，在桥墩四周加防裂钢筋网，配筋除满足承载力及构造要求外，应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋，以提高钢筋控制裂缝的能力。

2.2施工阶段

人模温度降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的，混凝土从塑性状态转变为弹性状态时，浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧混凝土的早期温升，使得温度应力更大。其它桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性，可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载；混凝土的振捣密实、均匀，可有效防止收缩裂缝，不可过捣，否则造成混凝土离析；拆模不应太早，混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护，使水泥水化作用顺利进行，以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括：覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。施工过程控制采用混凝土集中拌和，微机控制上料，保证混凝土计量准确，和易性稳定；合理安排施工机具、浇筑工序，保持混凝土浇筑的连续性；适当延长拌和时间，合理安排振捣，合理选定拆模时间，避开大风时段拆模；加强养护措施，避免混凝土过早失水。

2.3运营阶段

运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容：对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者，若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响，桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析，圆形截面柱的抗裂情况较另两者略优，因而，可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。除此，可在温度骤降前期或初期，于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者，虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施，但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定，公路桥墩裂缝缝宽>0.15mm，铁路桥墩裂缝缝宽>0.2mm以下的局部收缩裂缝，须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝，由变形变化所引起的裂缝，其无承载力危险，可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

3治理混凝土开裂方法

3.1表面涂抹法

利用高分子防水材料在混凝土表面涂抹，这类材料主要有环氧树脂类、聚氨酯类等。不过采用这种方法要求混凝土表面坚实而且清洁度较高，不仅如此，混凝土表面还要进行一定的干燥。

3.2面涂刷法与玻璃纤维布法

使用聚氨酯涂膜和环氧树脂胶结料加玻璃纤维布法是通常情况下使用较多的俩个办法。对于环氧树脂胶结料来说，按照一定比例进行适配非常关键，还要进行严格检验，只有检验合格才可使用。与表面涂抹法一样，要保持混凝土表面的坚实、干燥和清洁，才能保证环氧打底料涂抹均匀。在表面不平的处理上，主要使用腻子料进行填平和修补，固化后用玻璃纤维布粘贴1—3层。

3.3充填法

充填法的步骤是：先用相关方法将裂缝扩大，通常使用风镐、钢钎和高速切割圆盘。将裂缝扩大成梯形槽状或v型后，进行清洗，然后再抹上成品速凝堵水剂。抹压时还要注意分层，这样能够达到更好的效果。

3.4灌浆法

使用灌浆法，先选择合适的灌浆材料，只有选择优化的灌浆材料才能达到理想的效果。通常情况下，我们主要使用环氧树脂类、丙凝、氰凝、甲基丙烯酸甲酯和水溶性聚氰酯等灌浆材料。灌浆的方法主要有两种，一类是利用低压灌入器具，将环氧树脂类浆液打入混凝土裂缝进行裂缝封闭，这类修补后没有明显痕迹；另一类则是利用压力灌人器具，进行压力灌浆，压力范围在0.2Mpa一0.4Mpa。

4结束语

这些年，交通基础建设得到快速完善，但是在桥梁缔造和使用过程中，由于混凝土裂缝而影响工程质量乃至形成桥梁坍塌的案例层出不穷，因而公路桥梁墩身混凝土的开裂防治作业是非常重要的.

参考文献：

[1]文莎莎，公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治[J]．交通世界一桥梁隧道，2013(03).

[2]赵煜任伟李春风，预应力混凝土简支箱梁裂缝损伤参数影响分析，长安大学学报：自然科学版，2010.