市政道路桥梁工程裂缝成因及防治

市政道路桥梁工程裂缝成因及防治

黄兆仙陈洪霖

（温州程宇建设有限公司浙江温州市325800）

摘要：经济的发展推动了我国桥梁设计工作的进步，取得了较大的成就，但是在这些成就的背后也出现了一些设计上不容忽视的问题需要解决。本文就是从问题出发，论述了相关的解决思路及措施，指出了桥梁设计在保证质量的前提下今后的发展趋势。希望本文的论述对于桥梁设计工作有所帮助，促使我国不断进行技术创新，加快设计步伐，在桥梁设计上实现突破。

关键词：道路桥梁；工程施工；混凝土裂缝

1市政道路桥梁裂缝产生的原因

1.1温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形。如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，一旦应力超过混凝土的抗拉强度就会产生温度裂缝，在一些大跨径的钢筋混凝土桥梁中，温度应力甚至可以超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会随着温度的变化而变化（扩大或缩小）。引起温度变化的主要因素有：

1）年温差。一年四季温度不断变化，由于变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生，该情况一般可通过桥面伸缩缝、支座或者设置柔性墩等构造措施来缓冲，只有当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。我国的年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度，考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算为混凝土的弹性模量应当考虑一定的折减系数。

2）日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度会大大高于其它部位，导致温度梯度呈明显的非线形分布，由于受到自身约束力的作用，导致局部的拉应力较大，出现裂缝。

3）突然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可以导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降，而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度，由此造成应力变化而出现裂缝。

1.2收缩引起的裂缝

在大量的桥梁工程施工过程中，混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。

1.2.1塑性收缩

混凝土浇筑施工后的4～5h左右，此时水泥的水化反应开始剧烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，混凝土发生失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时由于混凝土尚未硬化，故称为塑性收缩。塑性收缩产生的量级一般很大，可达1%左右，若骨料在下沉过程中受到钢筋的阻挡，便可形成沿钢筋方向的裂缝。在构件的竖向变截面处如T梁、箱梁的腹板与顶板、底板的交接处，因硬化前沉实的不均匀多会产生表面的顺腹板方向的裂缝。

1.2.2缩水收缩（干缩）

混凝土结硬以后，随着表层水分的不断蒸发，湿度逐步降低，导致混凝土的体积减小，称为缩水收缩（干缩）。由于混凝土表层的水分损失快，而内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，即会产生收缩裂缝。混凝土硬化以后的收缩主要就是缩水收缩。例如配筋率较大的构件（超过3%时），钢筋对混凝土收缩的约束就比较明显，混凝土表面更容易出现龟裂裂纹。

2市政道路桥梁施工中混凝土裂缝的处理

2.1表面处理法

在实际施工中，可以在混凝土表面涂上一层树脂保护膜，这样能够起到一定的保护作用。进行混凝土表面施工时，要先清理混凝土表面杂质、灰尘，再用清水冲洗，确保其表面干燥，然后在混凝土表层涂抹树脂，这样能够避免雨水渗透到混凝土内部，减少混凝土裂缝和渗漏现象的发生。

2.2填充法

对于一些较宽的裂缝，可以采用填充法来修补处理，该种方法操作简单、修补费用低，在实际处理混凝土裂缝过程中倍受欢迎。一些较小的裂缝，施工人员可以开挖小型凹槽，然后填充一些材料。若桥梁表面出现较大的裂缝，就需要使用浇灌材料来修补裂缝，这样不仅能够提高桥面的防水性，同时可以减少混凝土钢筋的腐蚀。

2.4局部修补法

由于桥梁使用过程中所受的承载力较大，受多方面因素的影响会产生不同大小的裂缝，在裂缝没有及时处理时，会影响混凝土耐久性和结构强度。对此，可以采用局部补强、预应力锚固等方法来修补。灌浆法也可以起到修补裂缝的良好效果，待裂缝处理完毕后，需要进行检查和验收，确保修补质量达到实际标准要求。

2.5结构加固法

桥梁的裂缝现象是施工单位主要关注的问题，是因为裂缝能够直接降低公路桥梁的使用寿命。为此，为了提高桥梁的坚固性能，增强其使用寿命，可以采取相应的加固措施。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。

3市政道路桥梁施工裂缝的防治措施

3.1采用膨胀混凝土，该混凝土具有一定的膨胀功能，可起到收缩补偿的作用，从而最大限度地控制混凝土的水化硬化。该种混凝土膨胀时因为遇水会发生化学反应，使其在不同约束状态下均能保持充足的膨胀能，从而在实际施工中可以忽略混凝土收缩的问题。

3.2在道路桥梁工程施工设计阶段，施工技术人员要结合工程具体情况，对道路桥梁的整体布局进行科学的规划，还要对施工中的钢筋进行合理布局，注重施工中机械设备的荷载作用力，避免设计时荷载要小于实际施工中的荷载，保证实际荷载在混凝土强度范围内，这样才能避免道路桥梁工程施工中混凝土裂缝的产生。

3.3由于道路桥梁施工中会采用诸多大体积混凝土材料，这样会影响混凝土的凝结时间，从而影响混凝土的水化热效果。水泥水化速率加快，混凝土凝结时间短且出现早期硬化，这样会缩短混凝土达到最高中心温度的时间，增加混凝土凝结温度的峰值。

3.4提高道路桥梁混凝土施工质量

3.4.1选择合适的水泥和严格控制好水泥用量。

优先采用52.5R、42.5R等高标号水泥，减少水泥用量；选用低水化热水泥，减少水化热的产生，并尽量选用后期强度（90或120d）大的水泥，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将42.5R水泥用量控制在450kg/m3，52.5R水泥用量控制在360kg/m3以内，降低混凝土自身产生的拉应力。

3.4.2严格控制骨料级配和含泥量

选用10～40mm的连续级配碎石（其中10～30mm的级配含量控制在65%左右），细度模数为2.80～3.00的中砂（通过0.315m凹筛孔的砂不少于15%，砂率控制在40～45%），砂、石的含泥量控制在1%以内，不得混和有机质等杂物，杜绝使用海砂。

3.4.3选择适当的外加剂和合适的配合比

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，可以根据设计要求，在混凝土中掺加一定用量的外加剂，如引气剂、减水剂、缓凝剂等。许多外加剂都有缓凝、改善和易性、增加早期强度的功能，我们在工程实践中应多进行试验对比和研究，选择好合适的外加剂比单纯依靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

3.5在保证道路桥梁工程质量的前提下，要尽可能将工程施工成本降到最低，所以若使用钢纤维混凝土，其价格比其它混凝土的价格高。在混凝土中掺加合成纤维，可以全面、综合地提高混凝土的性能，同时能够提高早期混凝土的稳定性，减少早期收缩裂缝的出现，具有较高的应用价值。

4结语

综上所述，道路桥梁的发展迅速，为城市化建设做出了很大的贡献，缓解了不断增长的交通需求。因此，为了保障道路桥梁能够在使用年限内保证正常使用状态，不发生严重事故和使用的舒适性，需要在施工时保证工程质量，也就是要在施工过程中及时发现问题并采取有效的措施，严格避免完工后的质量隐患。

参考文献：

[1]郭大江，论道路桥梁施工中应注意的问题及处理措施，科技创新与应用.2011（20）

[2]杨振宇，乔水市政道路工程施工质量及控制[J]探讨科技致富向导2010.（29）