钢筋混凝土桥梁裂缝的成因及防治措施

关键词：钢筋混凝土；桥梁裂缝；外在荷载；不均匀变形；施工工艺 

　　1 概述 

　　随着我国现代化进程的不断加速，交通运输业发展也十分迅速，而钢筋混凝土桥梁的建设成为了重中之中。伴随钢筋混凝土桥梁的投入使用，钢筋混凝土桥梁的安全问题显得尤为重要，同时，裂缝的出现对工程质量的影响并导致桥梁垮塌的案例屡屡发生，因此经常困扰着桥梁设计人员和现场施工人员。其实只要从勘察设计阶段、设计阶段、施工阶段等方面层层把关，结合相关的理论知识，就可以避免或者减小钢筋混凝土桥梁工程中出现危害较大的裂缝。本文主要针对目前钢筋混凝土桥出现裂缝的实际情况，阐述了钢筋混凝土桥梁裂缝产生的原因及防治措施，为工程实践提供了理论基础和科学依据。 

　　2 钢筋混凝土桥梁裂缝的原因及防治措施 

　　2.1 外在荷载引起的裂缝 

　　由外部荷载直接引起的裂缝，称为结构性裂缝，这种裂缝的出现表示设计人员设计的钢筋混凝土桥梁的计算承载力不足或其他原因引起的荷载承载力不足。一般在设计阶段，如果设计人员水平不高，对于荷载认识不清楚，错误或者漏算外部荷载，致使在最后配筋时出现错误是导致混凝土结构开裂的重要原因。在施工阶段，随意改变钢筋混凝土的施工顺序，也会引起结构受力开裂；使用阶段，出现超出设计荷载的车辆、交通事故、自然因素或者其他原因也会导致混凝土开裂。 

　　2.2 不均匀变形引起的裂缝 

　　由于钢筋混凝土不均匀变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如地基变形、材料质量、温度变化、混凝土收缩、施工工艺等原因引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生拉应力，当这个拉应力值达到混凝土抗拉强度的极限值时，就会引起混凝土裂缝的产生。 

　　2.2.1 地基变形原因。一般地基的压缩变形，主要由建筑物荷重产生的附加应力而引起。在建筑物荷载作用下地基的变形既有垂向的变形，也有水平的变形。由于建筑物基础的沉降量与地基的垂向变形量是一致的，因此通常所说的基础沉降量指的就是地基的垂向变形量。在实际工程中，常常引起地基发生变形的因素首先是勘察设计人员提供的勘察设计报告不够准确，因此设计人员根据此勘察设计报告所设计出的图纸也不准确，这就是造成地基不均匀沉降的最主要的原因；其次，钢筋混凝土桥梁上部荷载大小、类型差异太大，一般情况，由于上部荷载的差异就会引起地基的不均匀沉降；第三，由外界原因引起的，比如冬季土壤的冻胀问题，冬季晚上气温比较低，由于地基冰冻膨胀对基础产生不利作用，白天气温回升引起冻土融化，钢筋混凝土桥梁地基下沉，反复冻融，反复作用就会使得地基不均匀沉降。 

　　2.2.2 材料质量原因。混凝土是由胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、外加剂和矿物掺合料按适当比例配合而成。首先混凝土中水泥是否合格是最主要的影响因素，一般情况，我们在施工现场使用水泥时必须要检验水泥的出厂合格证和出厂检验报告，随机抽取一些水泥做力学试验，只有当试验成功足时才能说明水泥本身合格。在使用过程中避免淋雨、受潮，水泥在硬化过程中控制其初凝和终凝时间，控制好水泥安定性，只有满足这些才能使水泥达到应有的强度。对于钢筋而言，由于现场施工技术人员的质量参差不齐，造成混凝土保护层厚度不足，使得钢筋与氧气和水发生化学反应，其体积将增大，从而胀裂混凝土保护层导致混凝土产生裂缝、贯通，最后破坏，因此我们在设计时要采取足够的保护层，施工时严格控制施工质量，防止氧气与水的入侵。 

　　2.2.3 混凝土收缩原因。在实际钢筋混凝土桥梁工程中，混凝土收缩是引起桥梁裂缝最常见的原因之一，同时，水泥与水起水化作用逐渐硬化而形成的水泥骨架不断紧密，引起的混凝土体积缩小。混凝土成形后，表面水分蒸发，这种水分蒸发总是由表及里逐步发展，截面内外温度不等，内外收缩量不一样。混凝土表面收缩变形受到混凝土内部约束限制时，即在混凝土中产生拉应力，引起混凝土开裂。一般而言，用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大；对一般钢筋混凝土桥梁而言，由于温度和收缩引起的裂缝原因，增加构造配筋可以有效地减小混凝土的裂缝，明显地提高混凝土的抗裂性能。 

　　2.2.4 温度原因。混凝土具有热胀冷缩的性质，当混凝土的内部温度和外部温度或者外界温度温差较大时，混凝土就会发生变形，当混凝土里外表面温度变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，此时若是应力达到混凝土的抗拉强度极限值时，就会引起混凝土裂缝，这种裂缝称为温度裂缝。引起温度变化的因素主要有年度温差，一年四季春夏秋冬不断变化重复交替，因此对钢筋混凝土桥梁的纵向位移影响比较大；水化热的影响，大体积混凝土浇筑之后混凝土水化放热，致使混凝土内部温度骤然升高，外部温度变化很小，造成混凝土内部外部温差较大，致使混凝土的表面出现裂缝，一般而言，我们尽量选择水化热低的水泥品种，减少入模的温度，降低内外差。 

　　2.2.5 施工工艺原因。钢筋混凝土桥梁工程一般施工比较复杂，周期长，难度大，在实际施工过程中人为因素或者其他外界因素可控性比较差，因此，在施工中就容易出现横向、竖向、贯穿、非贯穿的各种各样的裂缝。由于施工工艺引起的裂缝原因主要有混凝土在施工过程中振捣不均匀、不密实，就会出现空洞、蜂窝、麻面，从而导致钢筋裸露，因此在混凝土振捣时一定要保证混凝土的振捣质量；在施工过程中模板拆除过早，导致混凝土没达到应有的抗压强度，致使在外部荷载和自重作用下产生裂缝，因此我们一定要在混凝土完全达到强度时才能拆除模板，尤其是把握施工的各个阶段，严格按照设计图纸和技术标准，高标准、严要求来完成钢筋混凝土桥梁的全部施工过程。 

　　3 结语 

　　钢筋混凝土桥梁裂缝问题一直是工程上的一个热点话题，也与我们的日常生活息息相关，对钢筋混凝土桥梁裂缝问题的研究分析可以产生较好的社会经济效益，实践证明，只有对桥梁裂缝的原因分析清楚，才能在钢筋混凝土桥梁设计、施工、使用过程中避免裂缝的产生，从而延长钢筋混凝土桥梁的使用寿命，满足交通运输的需求。本文主要针对目前钢筋混凝土桥梁出现裂缝的实际情况，详细地分析了钢筋混凝土桥梁裂缝产生的原因及防治措施，为工程实践提供了理论基础和科学依据，从而在实际工程中采取合理技术以避免或者减少钢筋混凝土桥梁裂缝的产生。 

　　参考文献 

　　[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997. 

　　[2] 混凝土结构设计规范（GB 5010-2010）[S].