公路橋梁混凝土裂縫原因與防治措施

翟自標(biāo)/睢縣公路工程管理處

公路橋梁混凝土裂縫原因與防治措施

翟自標(biāo)/睢縣公路工程管理處

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步的發(fā)展，公路橋梁建設(shè)已成為我國現(xiàn)代化建設(shè)中的重要組成部分，因此加強(qiáng)公路橋梁質(zhì)量控制，成為各地區(qū)普遍關(guān)注的問題。但從我國目前公路橋梁的管理現(xiàn)狀來看，混凝土裂縫是影響橋梁質(zhì)量的重要因素，其不僅嚴(yán)重降低了橋梁的使用年限，造成大量資源浪費(fèi)的同時，還降低了橋梁整體質(zhì)量，留下安全行駛隱患。基于此，本文就針對公路橋梁混凝土裂縫原因與防治措施進(jìn)行分析探討。

公路橋梁；混凝土裂縫；原因；防治

一、引言

在公路橋梁建設(shè)和行車運(yùn)營過程中，由于裂縫的產(chǎn)生和開裂程度的繼續(xù)擴(kuò)大，通常會使橋體內(nèi)部鋼筋等建筑材料發(fā)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力和抗?jié)B透能力，而公路橋梁混凝土的剛度、強(qiáng)度也會受到一定程度削弱，進(jìn)而會危害橋梁的正常運(yùn)營，帶來安全隱患。因此，如何做好混凝土裂縫的防治工作，是直接關(guān)系到公路橋梁的施工成效，是施工單位關(guān)注的重點(diǎn)課題。

二、公路橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

（一）荷載誘發(fā)的裂縫

公路橋梁的荷載裂縫是由于橋梁受到靜、動荷載以及次應(yīng)力的影響而產(chǎn)生的，主要包括剪切裂縫、彎曲裂縫、扭曲裂縫以及橋梁局部受到不同的應(yīng)力而引起的裂縫。根據(jù)荷載力的不同，荷載裂縫也會呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。多數(shù)的荷載裂縫都出現(xiàn)在受剪區(qū)、受拉區(qū)以及橋體受到震動比較嚴(yán)重的位置。當(dāng)橋梁的受壓區(qū)域出現(xiàn)起皮現(xiàn)象或者是出現(xiàn)較短的裂縫，這時往往就是橋梁的承載度達(dá)到一定極限的標(biāo)志，預(yù)示著橋體結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)破壞。

（二）施工材料質(zhì)量差導(dǎo)

應(yīng)用于公路橋梁施工的混凝土組成材料包括骨料、水泥、水、砂以及其他相關(guān)附加物等，這些材料按照一定的配比才能混合成橋梁建設(shè)所需的混凝土。混凝土的配比材料一旦存在質(zhì)量問題就會影響到混凝土的整體質(zhì)量，進(jìn)而有可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)前主要的材料方面問題有：配比不科學(xué)、砂石過小或者過大、材料空隙增加等，這些因素需要通過增加攪拌水或者水泥的用量來加以協(xié)調(diào)，但有可能會影響混凝土結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度。混凝土強(qiáng)度的變化影響其收縮性，進(jìn)而有可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

（三）溫度變化誘發(fā)的裂縫

由于溫度變化引起的混凝土裂縫非常常見，溫度變化已經(jīng)成為當(dāng)前公路橋梁出現(xiàn)混凝土裂縫的重要原因。公路橋梁混凝土施工由于混凝土內(nèi)外的溫度變化，使得混凝土結(jié)構(gòu)變形。混凝土變形將導(dǎo)致公路橋梁運(yùn)輸受到影響，究其出現(xiàn)混凝土裂縫的原因主要是混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)溫差變化，產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。公路橋梁的混凝土的拉力承受力有限，若出現(xiàn)混凝土的應(yīng)力超出了抗拉強(qiáng)度，那么就會出現(xiàn)裂縫，而這種形式產(chǎn)生的裂縫被稱為溫度裂縫。

（四）收縮變化導(dǎo)致的裂縫

收縮變化導(dǎo)致的混凝土裂縫是當(dāng)前公路橋梁混凝土裂縫中最常見的，其具體的影響主要體現(xiàn)在：混凝土在縮水或者收縮的過程中難以避免地會出現(xiàn)一定程度的形變，形變超出限度就會產(chǎn)生裂縫。除此之外，碳化收縮與自生收縮也是不容忽視的因素。碳化收縮是指混凝土中的水化物與二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)引發(fā)的收縮反應(yīng)；自生收縮指竣工之后混凝土伴隨水化而產(chǎn)生的硬化收縮。

三、公路橋梁混凝土裂縫的防治措施

（一）荷載裂縫的防治措施

載荷原因造成的混凝土裂縫對于路面的危害比較大，載荷類型的裂縫若大于0.3mm就會引起橋梁的安全結(jié)構(gòu)威脅。目前，針對載荷引起的混凝土裂縫進(jìn)行防治屬于混凝土裂縫工作重點(diǎn)，其具體的措施在：

1.采用合理的分塊模式和結(jié)構(gòu)方式。裂縫防治施工中若允許在路面設(shè)施施工縫，可以根據(jù)溫度裂縫的要求對路面裂縫進(jìn)行分塊，并采取相應(yīng)連接方式。橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑混凝土的時候，必須要考慮到橫向受力筋分布情況，確保鋼筋受力分布均勻。

2.合理布置鋼筋。選用鋼筋的時候，應(yīng)該盡量選擇小直徑鋼筋，實(shí)現(xiàn)密集布鋼筋，間距為9±1cm。橋梁結(jié)構(gòu)邊緣施工需要加強(qiáng)布筋，可設(shè)置抗剪切鋼筋。

3.避免鋼筋出現(xiàn)腐蝕。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免鋼筋出現(xiàn)腐蝕，根據(jù)施工要求加入控制保護(hù)層，進(jìn)一步保護(hù)混凝土的耐久度，另外還可以加入一些添加劑以起到混凝土加固目的。

（二）材料裂縫的防治措施

由于公路橋梁混凝土材料質(zhì)量差產(chǎn)生的裂縫需要通過強(qiáng)化施工質(zhì)量控制來進(jìn)行有效防治。施工質(zhì)量的控制需要從以下幾方面來入手：

1.嚴(yán)格選取混凝土配比材料，采用優(yōu)質(zhì)的水泥與砂石，避免不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料流入到施工領(lǐng)域。

2.骨料的配比以及整體比率的協(xié)調(diào)，而相應(yīng)的外加劑如減水劑、膨脹劑、防水劑以及緩凝劑等，都需要嚴(yán)格控制好使用量。

3.預(yù)埋件的適當(dāng)增加，一旦出現(xiàn)應(yīng)力改變就能夠及時通過感應(yīng)片進(jìn)行傳感，做到及早發(fā)現(xiàn)、及時治理。最后則是加強(qiáng)現(xiàn)場施工監(jiān)管，明確分工，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，并將施工方案盡可能地落實(shí)到施工過程中。

（三）溫度裂縫的防治措施

防止混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的主要措施在于控制好可控溫度，即施工過程中的溫度。具體方法包括以下幾方面：首先，可以通過在混凝土攪拌過程中將碎石充分冷卻來達(dá)到降低溫度的效果。其次，在溫度較高的施工時期，可以通過適當(dāng)減少混凝土施工的厚度來達(dá)到層面散熱的目的。此外，可以在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行水管鋪設(shè)，利用冷水來有效降溫。最后則是將入模溫度嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)。綜上所述，公路橋梁的施工時間最好選擇在春秋等溫度較常規(guī)的季節(jié)，避免暴曬或寒冷帶來的溫度劇變。溫度劇變時為了減少細(xì)小裂縫的產(chǎn)生需要根據(jù)實(shí)際情況來確定拆板時間，避免應(yīng)力的轉(zhuǎn)變而埋下裂縫產(chǎn)生的威脅。

（四）收縮裂縫的防治措施

收縮裂縫的有效防治措施包括以下3種：

1.表面處理法。通過涂抹與貼補(bǔ)有效防止混凝土結(jié)構(gòu)表面積水與滲漏，細(xì)小裂縫的漿材灌注可以采用涂抹法，樹脂保護(hù)膜能夠起到很好的防裂縫作用。要注意的是，若混凝土表面不夠干凈，則需要先清潔再進(jìn)行處理。

2.填充法。填補(bǔ)方法是采用修補(bǔ)材料直接對混凝土裂縫進(jìn)行填充，通常是對較寬的裂縫(0.3mm)進(jìn)行修補(bǔ)，此種修補(bǔ)方法作業(yè)較為簡單便捷，而且費(fèi)用較低。而對于寬度不足0.3mm的裂縫、深度較淺以及規(guī)模較小的裂縫的可采取開V型槽方法進(jìn)行簡易處理，之后再作好填充處理工作。

3.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。如果混凝土裂縫程度影響到橋體結(jié)構(gòu)性能時，此時就要考慮是否采用加固的方法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處治。一般情況下是要對混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積進(jìn)行擴(kuò)大，同時可以采用在橋體構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、設(shè)支點(diǎn)加固、增粘貼鋼板加固及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)等多種加固橋體的方法。

四、結(jié)語

公路橋梁混凝土裂縫是較為常見的，而且嚴(yán)重威脅其使用的效益與壽命，而做好公路橋梁混凝土裂縫的防治是一項(xiàng)系統(tǒng)的長期性復(fù)雜工作，對于橋梁的施工技術(shù)、施工管理與后期維護(hù)都提出了更高的要求。因此，為了能夠保證公路橋梁施工建設(shè)的順利性，建筑企業(yè)必須在提升施工技術(shù)，及時更新施工設(shè)備的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對施工技術(shù)質(zhì)量的控制。只有這樣，才能夠避免其問題的出現(xiàn)，保證公路橋梁的施工質(zhì)量。

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[3]鄧少輝，馬雙梅.淺談橋梁混凝土裂縫原因與治理措施[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2015