桥梁施工裂缝的形成原因分析

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1、桥梁施工裂缝的形成原因分析摘要：文章分析了公路桥梁工程砼裂缝形成原因，供广大工程技术人员参考。　　关键词：混凝土裂缝；塑性裂缝；荷载　　1.前言　　桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅会影响工程质量，甚至会导致桥梁垮塌。混凝土开裂经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取有效的施工措施，很多裂缝是可以避免和控制的。为了尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，文章对混凝土桥梁在施工过程中产生裂缝的原因作了较全面的分析、总结，以便施工中做出行之有效的控制办法，保证工程的质量。　　2.桥梁施工裂缝的形成原因　　施工中混凝土结构裂缝产生

2、的主要原因，大致可划分如下几种：　　2.1荷载引起的裂缝　　荷载裂缝产生的原因在于施工过程中，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。　　2.2温度变化引起的裂缝　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别于其他裂缝的

3、最主要特征是随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要施工因素有：　　（1）水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.Om）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料人模温度，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）蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。　　（3）预制T梁时横隔板安装，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，

4、若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。　　2.3收缩引起的裂缝　　在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因。　　塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4h～5h左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达l％左右。在骨料下沉过程中若受到钢

5、筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处，如T梁、箱梁腹板与顶、底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。　　缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐渐蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失很快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产

6、生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3％），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，呈龟裂状，形状没有任何规律。　　2.4钢筋锈蚀引起的裂缝　　由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受c侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氧化铁体积比原来增长约2倍，从而对周围混凝土

7、产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀，施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。　　2.5冻胀引起的裂缝　　大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9％，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中

8、的过冷水（结冰温度在一78℃以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30％～50％。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温