混凝土桥梁施工过程中裂缝成因研究

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1、混凝土桥梁施工过程中裂缝成因研究　　摘要:混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土制作和施工过程中应有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度。特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。关键词：桥梁工程；混凝土裂缝；成因；控制中图分类号：TU997文献标识码：A1前言近年来，随着我国交通基础建设得到迅猛发展，兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量的情况时有发生。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥

2、梁工程技术人员。其实，措施得当，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文笔者对桥梁混凝土裂缝产生的几个主要的原因分析、总结，以方便施工过程找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。2混凝土桥梁裂缝产生的主要因素2.1温度变化引起的裂缝7混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形。如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，一旦应力超过混凝土的抗拉强度就会产生温度裂缝，在一些大跨径的钢筋混凝土桥梁中，温度应力甚至可以超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会

3、随着温度的变化而变化(扩大或缩小)。引起温度变化的主要因素有:(1)年温差。一年四季温度不断变化，由于变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生，该情况一般可通过桥面伸缩缝、支座或者设置柔性墩等构造措施来缓冲，只有当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。我国的年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度，考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算为混凝土的弹性模量应当考虑一定的折减系数。(2)日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度会大大高于其它部位，导致温度梯度呈明显的非线形分布，由于受到自身约束力的作用，导致局部的拉应力较大，出现裂缝。(3)

4、突然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可以导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降，而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度，由此造成应力变化而出现裂缝。2.2收缩引起的裂缝7在大量的桥梁工程施工过程中，混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的种类中，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，另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。(1)塑性收缩。混凝土浇筑施工后的4～5h左右，此时水泥的水化反应开始剧烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，混凝土发生失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时由于混凝土尚未硬化，故称为塑性收缩。塑性收缩产生的量级一般

5、很大，可达1%左右，若骨料在下沉过程中受到钢筋的阻挡，便可形成沿钢筋方向的裂缝。在构件的竖向变截面处如T梁、箱梁的腹板与顶板、底板的交接处，因硬化前沉实的不均匀多会产生表面的顺腹板方向的裂缝。(2)缩水收缩(干缩)。混凝土结硬以后，随着表层水分的不断蒸发，湿度逐步降低，导致混凝土的体积减小，称为缩水收缩(干缩)。由于混凝土表层的水分损失快，而内部损失慢，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，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，即会产生收缩裂缝。混凝土硬化以后的收缩主要就是缩水收缩。例如配筋率较大的构

6、件(超过3%时)，钢筋对混凝土收缩的约束就比较明显，混凝土表面更容易出现龟裂裂纹。7混凝土收缩裂缝的特点是大部分属于表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，没有任何规律。2.3施工工艺质量引起的裂缝在桥梁混凝土的结构浇筑、预制构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中，如果施工工艺不合理、施工质量低劣，易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平、浅表、深进和贯穿等各种形式的裂缝，特别是细长的薄壁结构更易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝的宽度因产生的原因而不同，比较典型的有:(1)混凝土保护层施工超标，或浇筑过程中踩踏已绑扎好的上层钢筋，致使承受负弯矩的受力筋保护层

7、加厚，导致构件的有效高度减小，形成受力钢筋垂直方向的裂缝。(2)混凝土的振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或产生其它荷载裂缝的起源点。(3)混凝土浇筑施工过快，混凝土的流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，而硬化后又沉实过大，容易发生浇筑数小时后产生裂缝(即塑性收缩裂缝)的现象。(4)混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，使得混凝土体积上出现不规则的裂缝。(5)混凝土分层或分段浇筑时，接头位置处理不好，易造成新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。(6)施工前对支架的压实不够或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架发生不均匀下沉，导