公路桥梁裂缝产生原因及预防措施

2020-11-28田海云

建材发展导向 2020年3期

田海云

（山东省滨州公路工程总公司，山东滨州 256600）

混凝土结构桥梁的任何损伤与破坏，一般都是在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表,早期裂缝一般出现在一个月之内，中期裂缝约在6 个月之内，其后1～2 年或更长时间属于后期裂缝。大部分的病害都可以表现集中在裂缝方面，如挠度加大而出现裂缝、表面破损而出现表面裂缝、混凝土碳化造成钢筋锈蚀而产生的裂缝等等。

1 裂缝种类以及原因

1.1 塑性裂缝

混凝土浇筑后开始凝聚，由流态变成塑态，再变成固态，在塑态阶段产生的裂缝称为塑性裂缝，是一种早期裂缝。它主要是由施工不当引起的，如混凝土搅拌时间过长，使混凝土凝固速度加快，造成结构上的微裂缝；养护不好，造成现浇混凝土表面水分蒸发过快，产生的不规则的裂缝；施工时振捣不充分，或混凝土的析水过多等。

1.2 收缩裂缝

混凝土凝固时由于体积变小发生收缩而产生收缩裂缝。收缩裂缝主要发生在混凝土的表面，裂缝细密，分布均匀，多沿梁、板的长边走向。大体积混凝土在平面部位较为多见，侧面也常见，预制构件多发生在箍筋位置上。高度较大的混凝土梁，一般在腰部产生竖向裂缝，集中于构件中部，中间宽两头细，而在底部则没有。这主要与配筋的密度相关，配筋密的地方裂缝少，配筋疏的地方，混凝土无法承受拉应力而开裂。另外，含泥量大的混凝土也容易产生收缩裂缝。

1.3 腹下箱间间隙处纵向裂缝

该处裂缝产生的原因是在原桥预制箱体间隙填筑混凝土时因粗骨料过大，卡在箱间使产生空洞，施工后再用砂浆抹平，从而使表面有裂缝。拱腹预制箱体纵向连接处的径向裂缝产生的原因与此相同。

1.4 墩台裂缝

不论在主桥还是引桥的墩台帽处，沿桥轴线方向均有一上下贯穿墩帽的裂缝，其他裂纹呈放射性。这种原因主要是由于局部应力所致．因桥面恒载和活载的作用力集中地通过立柱传至桥墩，使其周围墩顶其他部位产生拉应力。

2 桥梁混凝土裂缝的控制措施

2.1 设计方面控制措施

1）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施；2）积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩；3）合理配置构造钢筋，混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用，但与配筋率的高低有关。构造钢筋细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸。增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性；4）对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60 天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量。

2.2 材料选择和混凝土配合比控制措施

1）根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。宜选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量；2）选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。必须对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，同时使用含碱量低的水泥品种；3）积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、推迟放热峰出现时间的作用，从而减少温度裂缝发生的可能性，改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本。正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量；4）配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

2.3 现场施工控制措施

1）拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，尽量选择水化热低的水泥品种，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热；2）在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净；3）施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，振捣要密实，避免过振或漏振，尽量采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡；4）混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定；5）试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施 (埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝；6）混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。