混凝土橋梁裂縫的成因探析

齊磊

摘 要：混凝土是當(dāng)今建筑工程應(yīng)用最廣的原材料之一，其價(jià)格合理，抗壓強(qiáng)度高，可以澆筑成為各種形狀，而且不易風(fēng)化，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。但是企業(yè)存在缺點(diǎn)，就是抗拉能力較差，容易產(chǎn)生裂縫，現(xiàn)就對(duì)混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析，提出有效的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：混凝土；橋梁工程；裂縫成因；控制對(duì)策

前言

近年來(lái)，我國(guó)的交通基礎(chǔ)建設(shè)迅速發(fā)展，混凝土橋梁不斷涌現(xiàn)，但是在橋梁建設(shè)與使用過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，影響橋梁的使用效果，必須要采取一定的措施加以控制與管理，提高道路橋梁的使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。從實(shí)際工程管理中不難看出，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的因素很多，一些裂縫是由多種因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因可以將其歸為以下幾類(lèi)。

1 荷載產(chǎn)生的裂縫及防治對(duì)策分析

常規(guī)下靜、動(dòng)次應(yīng)力下導(dǎo)致的裂縫為荷載裂縫，主要分為直接應(yīng)力裂縫與次應(yīng)力裂縫兩種。

1.1 直接應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因

首先，在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)計(jì)算出現(xiàn)誤差導(dǎo)致模型不合理，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際發(fā)生出入，荷載被算錯(cuò)等等都會(huì)導(dǎo)致直接應(yīng)力裂縫。

其次，在工程施工過(guò)程中，隨意堆放工具、材料，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力特征不了解，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸與安裝，沒(méi)有按照?qǐng)D紙施工等也會(huì)導(dǎo)致直接應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)。

最后，在使用過(guò)程中，超出荷載的運(yùn)行，受到車(chē)輛、船舶的接觸、撞擊，或者是風(fēng)、雪等自然災(zāi)害，也可能導(dǎo)致橋梁裂縫。

1.2 次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因

首先，在設(shè)計(jì)外荷載的作用下，有余結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)與常規(guī)計(jì)算存在偏差，導(dǎo)致借故開(kāi)裂。

其次，橋梁的設(shè)計(jì)難度較大，常常需要開(kāi)洞、設(shè)置牛腿等，常規(guī)計(jì)算無(wú)法達(dá)到這一模擬計(jì)算的要求，都是憑借經(jīng)驗(yàn)完成的，導(dǎo)致計(jì)算存在偏差，一旦處理不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

在工程實(shí)踐中，次應(yīng)力裂縫是最為常見(jiàn)的荷載裂縫，其實(shí)隨著現(xiàn)代化計(jì)算手段的不斷完善，次應(yīng)力裂縫是可以避免的，只要提高管理人員的計(jì)算水平，在設(shè)計(jì)上，盡量避免結(jié)構(gòu)突變，必要的情況下做好局部處理工作。

1.3 解決荷載裂縫的對(duì)策

針對(duì)荷載問(wèn)題，可以采取必要的措施，防止荷載裂縫的出現(xiàn)，關(guān)鍵是避免中心受拉、受壓、受彎；同時(shí)也要避免受剪、受扭與沖切，更要避免局部受壓?jiǎn)栴}的出現(xiàn)，唯有如此，才能避免荷載裂縫。

2 溫度裂縫

2.1 產(chǎn)生溫度裂縫的原因

溫度裂縫是混凝土最常見(jiàn)的的裂縫之一，由于混凝土具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，一旦外部溫度環(huán)境發(fā)生變化，混凝土就會(huì)變形，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過(guò)混您凝土強(qiáng)度就會(huì) 導(dǎo)致溫度裂縫。溫度裂縫最主要的特征就是隨著溫度變化呈現(xiàn)擴(kuò)張與合攏。

導(dǎo)致溫度變化可能時(shí)由于四季間溫度的變化，影響橋梁結(jié)構(gòu)的縱向位移，但是相對(duì)影響十分緩慢；日照也會(huì)影響混凝土的溫度，如果受到暴曬部位的混凝土，局部拉應(yīng)力就會(huì)增加，就會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；同樣驟然的降溫也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。除此之外，水化熱、蒸汽養(yǎng)護(hù)或者施工不當(dāng)?shù)鹊榷伎赡軐?dǎo)致溫度裂縫，總之，溫度的變化就可能導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2.2 防止混凝土溫度裂縫的對(duì)策

要想防止混凝土溫度裂縫，關(guān)鍵是控制好施工溫度，包括骨料級(jí)配的改變，材料的選擇等。同時(shí)，還要加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作，避免內(nèi)外溫差的變化，使混凝土的溫度適中。

3 收縮裂縫

3.1 收縮裂縫的分類(lèi)及原因

收縮裂縫較為常見(jiàn)，主要分為體積變形收縮與自主收縮和炭化收縮。體積收縮可以分為塑形收縮與干縮兩種。

塑形收縮主要發(fā)生在施工階段，在澆筑混凝土之后的4-5小時(shí)之后，此時(shí)水化反應(yīng)十分激烈，分子逐漸形成，混凝土?xí)捎谑湛s，骨料也會(huì)由于自重下沉，混凝土還未硬化，因此稱(chēng)其為塑形干縮。干縮是指混凝土結(jié)硬之后，隨著水分蒸發(fā)，溫度降低，體積減小，導(dǎo)致干縮。自主收縮是其在硬化過(guò)程中，水泥和水發(fā)生反應(yīng)，不受外界濕度影響，可能收縮也可能膨脹。

炭化收縮就是指大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致的收縮變形，只有在濕度50%的情況下才會(huì)出現(xiàn)炭化收縮。

3.2 防止收縮裂縫的對(duì)策

從其影響因素來(lái)看，影響混凝土收縮裂縫的原因很多，可能時(shí)由于水泥的品種，骨料、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護(hù)方法等。對(duì)此，要想防止收縮裂縫就需要做好這幾項(xiàng)工作，包括選好原材料，控制好比例，保證添加劑的質(zhì)量，做好養(yǎng)護(hù)工作等等，唯有如此，才能更好地保證混凝土的質(zhì)量，保證建筑工程的質(zhì)量。

4 地基變形導(dǎo)致的裂縫

4.1 產(chǎn)生的原因

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或者水平方向發(fā)生位移，使結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)附加應(yīng)力，超出抗拉范圍，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。從其產(chǎn)生原因來(lái)看，主要是由于對(duì)施工的地質(zhì)環(huán)境認(rèn)識(shí)不夠，或者是由于勘察的精度不夠、試驗(yàn)的次數(shù)不足，地基的地質(zhì)差異很大等都會(huì)導(dǎo)致地基變形裂縫的出現(xiàn)。

4.2 防止地基變形裂縫的對(duì)策

要想避免地基基礎(chǔ)變形導(dǎo)致的裂縫，關(guān)鍵是要了解地質(zhì)情況，保證材料的充足，在勘查報(bào)告中必須要根據(jù)實(shí)踐來(lái)寫(xiě)；減小結(jié)構(gòu)的荷載差異；盡量一次性完成施工，不要分期施工，造成不利影響?？傊褪且訌?qiáng)施工管理，提高管理對(duì)策，加強(qiáng)管理效果，提高管理效率。

5 鋼筋銹蝕導(dǎo)致的裂縫

5.1 鋼筋銹蝕裂縫的成因

顧名思義，就是鋼筋腐蝕而導(dǎo)致的裂縫，而導(dǎo)致鋼筋腐蝕的原因則由于混凝土的質(zhì)量差或者是保護(hù)層的厚度不足，保護(hù)層受到二氧化碳侵蝕的影響，使周?chē)炷恋膲A性降低，或者是氯化物介入，鋼筋周?chē)入x子的含量較高都可能破壞鋼筋表面的氧化膜。鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來(lái)增長(zhǎng)約2～4倍，從而對(duì)周?chē)炷廉a(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開(kāi)裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

5.3 防止鋼筋銹蝕裂縫的對(duì)策

要想防止鋼筋銹蝕關(guān)鍵是在設(shè)計(jì)階段必須按照規(guī)定控制裂縫的寬度，使用足夠的保護(hù)層厚度；在施工階段要控制好混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗、保證其密實(shí)性，防止氧氣入侵，同時(shí)要嚴(yán)格控制好含氯鹽的外加劑使用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。

6 其他裂縫

除了前面提到的幾種比較具有代表性的裂縫，還有凍脹導(dǎo)致的混凝土裂縫，施工材料使用不當(dāng)導(dǎo)致的裂縫或者是施工工藝水平不足而產(chǎn)生的溫度裂縫，這些裂縫同樣會(huì)影響混凝土的使用功能，對(duì)此，必須要引起足夠的重視，根據(jù)各自不同的特征采取不同的對(duì)策加以控制，避免裂縫過(guò)大而導(dǎo)致更大的危害，影響工程的質(zhì)量。

從其產(chǎn)生原因來(lái)看，凍脹主要是由于大氣溫度過(guò)低，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，體積膨脹，產(chǎn)生膨脹力，導(dǎo)致凍脹裂縫。因此，要加強(qiáng)管理，避免溫度影響，改善凍脹裂縫的情況。施工材料導(dǎo)致的裂縫關(guān)鍵就是控制好原材料的質(zhì)量及配合比，不合格的材料嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng)，同時(shí)要控制好外加劑與水的使用量，降低負(fù)面影響，提高混凝土的質(zhì)量。施工工藝裂縫近年來(lái)出現(xiàn)較為頻繁，可能是由于振搗不實(shí)，也可能時(shí)由于澆筑太快，或者是初期的養(yǎng)護(hù)急于干燥，或者施工時(shí)拆模過(guò)早，支架壓實(shí)不足等原因都可能產(chǎn)生裂縫，針對(duì)這一問(wèn)題，關(guān)鍵是加強(qiáng)施工人員的管理，提高施工水平，改善施工工藝，促進(jìn)施工質(zhì)量的提升。

7 結(jié)束語(yǔ)

一座橋梁架起了你我之間的聯(lián)系，但是這座橋梁從設(shè)計(jì)到使用經(jīng)歷了諸多的步驟，這里有設(shè)計(jì)人員的靈感，也有施工人員的艱辛，更有管理人員的心血，因此，不論任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，都會(huì)導(dǎo)致橋梁的使用功能降低，因此橋梁裂縫。因此，就要求從設(shè)計(jì)到施工及監(jiān)理部門(mén)，要加強(qiáng)管理，提高結(jié)構(gòu)的安全性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，保證工程質(zhì)量，盡可能延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。