淺談鋼筋混凝土橋梁施工裂縫成因及對策

摘要：隨著鋼筋混凝土橋梁數(shù)量及規(guī)格的擴大，使用年限的增加以及車輛的超載等原因，裂縫成為橋梁的常見病害之一。本文分析了鋼筋混凝土橋梁結構裂縫成因及對橋梁耐久性的影響，并提出相應的對策。

關鍵詞：鋼筋混凝土;橋梁施工;裂縫成因;耐久性

1""鋼筋混凝土橋梁結構裂縫成因分析

混凝土中裂縫產(chǎn)生的原因有很多，在混凝土制備期間，由于水灰比的不合理、運輸過程中混凝土發(fā)生離析、澆筑階段振搗不密實、各現(xiàn)澆層之間相隔時間過長等都會導致混凝土出現(xiàn)裂縫，養(yǎng)護不到位也會使混凝土產(chǎn)生裂縫。由于混凝土在硬化過程中會產(chǎn)生干縮現(xiàn)象，如果混凝土體積過大將導致使混凝土表層由于干縮的作用而產(chǎn)生裂縫。混凝土橋梁在使用階段受到熱脹冷縮和凍融作用也會使混凝土結構產(chǎn)生，影響結構的耐久性。混凝土中的裂縫會對混凝土的安全運營產(chǎn)生極大的影響。裂縫在鋼筋混凝土結構中是不可避免的，主要取決于裂縫寬度的大小。當裂縫寬度非常小時，不會對結構造成影響，但是如果裂縫過寬將會嚴重影響結構的安全性和耐久性。因此我國《混凝土結構設計規(guī)范》（GB"50010—2002）[1]對各種環(huán)境下結構的最小裂縫寬度進行了規(guī)定，如表1所示。

表1"結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值

注：括號內的數(shù)值是用于年平均相對濕度小于60%的地區(qū)一類環(huán)境條件下的混凝土受彎結構。

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG"D62—2004）[2]

中也對鋼筋混凝土橋梁的裂縫寬度做了相關的規(guī)定：

（1）鋼筋混凝土構件處于Ⅰ類或Ⅱ類環(huán)境中時，裂縫寬度≤0.20mm;

（2）鋼筋混凝土構件處于Ⅲ類或Ⅳ類環(huán)境中時，裂縫寬度≤0.15mm。

2""裂縫對鋼筋混凝土結構耐久性的影響

由于鋼筋的銹蝕會導致混凝土出現(xiàn)沿鋼筋方向的裂縫，嚴重時會造成混凝土保護層剝落，這樣就會使Cl—與CO2更多地進入混凝土結構，加速混凝土碳化的進程和鋼筋銹蝕程度，從而使鋼筋混凝土橋梁的耐久性降低[3]。鋼筋混凝土橋梁裂縫對于其耐久性的影響主要是裂縫的存在加快了混凝土的碳化程度，使得Cl-更快地進入鋼筋混凝土內部，使得鋼筋銹蝕的進程提前。

裂縫走向的不同對鋼筋混凝土橋梁的影響也大有不同，當裂縫是按橫橋向布置時，裂縫對于鋼筋混凝土中鋼筋的影響僅限于裂縫與鋼筋的交匯處;當裂縫的走向與鋼筋的走向一致時，裂縫對其走向范圍內的鋼筋都會產(chǎn)生影響。

2.1"橫向裂縫

一般在裂縫與鋼筋的交匯處會對鋼筋產(chǎn)生影響，但是影響比較有限，一般影響的范圍為裂縫兩側2～5cm，并且當裂縫的寬度得到有效控制時，橫向裂縫對于鋼筋的影響會逐漸減弱。專門從事橋梁耐久性研究的耐久性研究協(xié)作組對全國橋梁的裂縫進行調查后可知，雖然我國許多橋梁存在耐久性的問題，但是因為橫向裂縫而造成橋梁安全隱患的情況還沒有出現(xiàn)。由此可見橫向裂縫對于橋梁耐久性影響的局限性。

2.2"縱向裂縫

縱向裂縫對橋梁的危害比橫向裂縫要大得多，縱向裂縫對鋼筋的作用機理也比較復雜，一般分為以下兩種情況。

（1）由于施工質量、混凝土干縮、凍融等影響使得結構先產(chǎn)生沿鋼筋方向的縱向裂縫，然后縱向裂縫的存在導致鋼筋沿裂縫的方向銹蝕。

（2）由于施工質量較差，混凝土保護層厚度不足或者混凝土的碳化，導致Cl—與CO2等進入混凝土內部，使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。鋼筋銹蝕后由于體積膨脹導致混凝土沿鋼筋方向開裂，這樣就使得鋼筋更多地與外界接觸，導致鋼筋銹蝕的速度加快，由此陷入“銹蝕→開裂→再銹蝕”的循環(huán)，最終導致混凝土保護層的剝落，嚴重影響鋼筋混凝土橋梁的耐久性。

隨著縱向裂縫的不斷擴展，會使混凝土對鋼筋的握裹力大大減弱，嚴重時會導致混凝土保護層產(chǎn)生脫落，這樣鋼筋混凝土橋梁的承載力會大大降低，因此縱向裂縫的發(fā)展會對結構的安全性能造成影響，因此對橋梁縱向裂縫寬度的控制對于保證橋梁的耐久性和安全性具有重要的作用。

3"""混凝土橋梁裂縫的防范對策

3.1"混凝土裂縫的控制

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有多種，其實質是由于混凝土受到的拉力大于其抗拉強度造成的[4]。裂縫的寬度是評價鋼筋混凝土橋梁耐久性的重要指標。因此，要對混凝土的裂縫進行控制，改善橋梁的耐久性。

（1）設計措施：要保證混凝土的保護層厚度;保證混凝土的剛度;橋梁的結構形式合理;鋼筋布置合理。

（2）施工措施：嚴格施工工藝;控制原材料質量;適當使用添加劑改善混凝土的性能。

（3）養(yǎng)護措施：充分濕養(yǎng)護;確定合理拆模時間。

3.2"施工縫的處理

施工縫的產(chǎn)生是由于后來澆筑的混凝土的時間在前面澆筑的混凝土初凝之后完成的。施工縫并不是結構受力的要求，也不是構造要求，而是對混凝土澆筑進行施工組織時由于一次不能澆筑過大的混凝土體量而設置的。施工縫的處理要格外嚴格，否則會對混凝土橋梁的施工質量造成極大的影響。因此，為了保證結構的耐久性和使用壽命，必須對施工縫的質量進行嚴格控制。

（1）混凝土在強度增加的過程中會產(chǎn)生干縮的現(xiàn)象，先澆筑的混凝土與后澆筑的混凝土之間由于干縮狀況的不同，所以在兩者結合處也會產(chǎn)生干縮的差別。如果前后澆筑混凝土的時間間隔比較短，干縮的差別就會非常小，不會影響混凝土的澆筑質量。如果前后澆筑混凝土的時間間隔較長，前后澆筑的混凝土的接縫處就會產(chǎn)生裂縫。因此在混凝土澆筑的過程中盡量一次澆筑完畢，避免施工縫的產(chǎn)生。如果施工縫不可避免，要對施工縫進行相關的處理，保證施工縫的施工質量。

（2）在對施工縫進行處理時，一定要對前面澆筑的混凝土進行鑿毛處理，這樣才能保證前后澆筑的混凝土的黏結性。鑿毛質量的好壞會直接影響施工縫施工質量的好壞，鑿毛時間過早，會對前面澆筑的混凝土造成破壞，鑿毛時間過晚又會很難施工，所以要對鑿毛時間進行嚴格的控制。在進行施工縫的施工時一定要用模板，以保證施工縫的平整度。

（3）在對施工縫處的混凝土進行澆筑前一定要對接觸面進行清洗，一方面使接觸面保持干凈，能夠使新舊澆筑的混凝土黏結更牢靠;另一方面使先澆筑的混凝土充分吸收水分，而不影響新澆筑的混凝土的水分。同時，在澆筑混凝土時要保證模板的固定。

（4）在施工過程中如果對施工縫的處理不當，將會使接縫處骨料過于集中，導致混凝土變酥，從而使新舊混凝土之間的接縫非常明顯，容易使施工縫處產(chǎn)生裂縫。因此，要對施工縫的質量進行嚴格控制，以保證混凝土的耐久性。

①施工縫表面鑿毛法

待混凝土達到終凝后，對接縫處進行鑿毛處理，由于此時混凝土的強度較低，可以鑿毛20～30mm，既容易施工又能達到鑿毛效果。鑿毛之后要對表面進行清洗，除去散落的骨料和混凝土碎屑，以保證黏結效果。為了更好地保證施工縫新舊混凝土之間的黏結效果，可在接縫處刷一層水泥漿。

②增加粗骨料法

當混凝土的厚度過大時，會造成施工縫的厚度增大，在進行施工縫的處理時，新舊混凝土之間的黏結強度就很難保證，對施工縫表面鑿毛清洗也不能達到理想的效果。這時，可以將一定級配的碎石放入浮漿中，然后將浮漿振搗密實，再澆筑混凝土，這樣可以保證新舊混凝土之間的黏結力。

③清除浮漿法

如果混凝土的體量過小，施工縫對于結構的影響是比較有限的，這時對施工縫進行簡單的處理即可。在前面混凝土澆筑完成后用刷子將先澆筑的混凝土的表面清除干凈，再進行新的混凝土的澆筑，這樣就可以保證施工縫的施工質量。

④二次振搗法

在新的混凝土澆筑之前，對原來澆筑的混凝土進行二次振搗，可使新舊混凝土之間的整體性得到很好的增強，這種方法對于改善施工縫的質量具有良好的效果。

4""結束語

裂縫是影響鋼筋混凝土橋梁耐久性的重要因素，它是評定鋼筋混凝土橋梁耐久性的重要指標。本文分析了鋼筋混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的主要原因，細致深入地分析了裂縫對鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響，并且結合我國的具體國情給出了裂縫的防治措施。

參考文獻：

[1]GB"50010—2002，混凝土結構設計規(guī)范[S].

[2]JTG"D62—2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].

[3]鐘萬金.改善橋梁耐久性的措施研究[J].中國科技財富，2009（4）：36.

[4]賈恒瓊.混凝土抗?jié)B防裂性能的試驗研究[D].北京：鐵道科學研究院，2007.