路桥・航运・交通 建材与装饰２０１０年Ｏ７月 混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治措施分析 容妮 摘要：本文主要针对常见的混凝土桥梁施工裂缝的成因进行分析，从设计与施工两个方面总结出如何控制施正裂缝的产生，确保 桥梁运营中的安全性和稳定性。 关键词：混凝土桥梁；施工裂缝；成因分析；防治措施 刖罱 子链，水分急剧蒸发，骨料下沉，混凝土硬化尚未完成，此时发生 的收缩称为塑性收缩。骨料下沉中受到钢筋阻挡，形成沿钢筋方 向的裂缝，此即为塑性收缩裂缝。混凝土初步硬化完成后，表层 水分逐渐蒸发，湿度逐渐降低，混凝土体积逐渐减小，称为缩水 收缩。混凝土内外收缩不均匀，表面收缩大，因此会受到内部混 凝土的约束，表面混凝土将会承受拉力，超过抗拉强度后，便会 产生收缩裂缝。 在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的施工裂缝，形成的 原因是千差万别的，因此其危害性也会有显著的差异。为此，本 文首先概述了裂缝的种类和成因，而后从设计和施工两个方面 阐述了怎样防治混凝土桥梁的施工裂缝。 １裂缝的种类及成因分析 １．１荷载作用产生的裂缝 钢筋混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝 称荷载裂缝，又可细分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。承受 拉（轴）力和弯矩的钢筋混凝土构件在横截面会产生一维的拉应 力，承受剪力和扭矩及其他复合受力结构则会出现主拉应力，它 们都可能会在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。裂缝一般沿构 件宽度方向贯通部分截面或全截面。根据截面形状的不同，荷载 裂缝的形态也会有所不同。 １＿３温度变化引起的裂缝 大体积混凝土工程，在浇筑过程中，混凝土内会产生较大的 水化热，如果采取的措施不当，会造成混凝土内外的温差过大， 产生较大的温差应力，从而导致混凝土产生裂缝。 １．４基础变形引起的裂缝 桥梁工程一般跨度大，宽度窄，基础竖向不均匀沉降或水平 方向位移．即使是很小的数值也会在结构中引起较大的附加应 力，一旦超出结构的抗拉能力，就会发生开裂。基础沉降变形的 主要原因有地质差异太大或勘察不详、结构荷载或基础类型差 别太大等。 １．２混凝土收缩引起的裂缝 混凝土收缩所产生的裂缝是最常见的一种裂缝 包括塑性 １．５施工工艺质量引起的裂缝 （１）支架地基未压实、基础承载力不够，浇筑混凝土后支架 产生不均匀沉降： 收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩等，实际中以前两种收缩 裂缝为主。混凝土浇筑４～５ｈ后，水泥水化反应激烈，逐渐形成分 ①橡胶止水带宜整条连续，端头要埋入混凝土中。②“ｕ”型 铁皮要顺水流方向搭接，要坐满浆，端头要埋入混凝土中。 钢束；对预应力钢束锚固端两侧的危险截面应加以验算。②布置 适量的普通钢筋。以提高箱梁结构局部区域的抗裂性能增加构 ３混凝土外观质量防治措施 ３．１墩柱出现孔洞、麻面、错台、接茬的防治措施 ①模板安装前，使用干净的棉纱将脱模剂抹均匀。②提高施 工人员操作水平，划分振捣范围。分层充分振捣。③模板安装时 注意模板之间接缝处是否严密和是否整齐。④合理组织混凝土 供料，合理调整混凝土的坍落度及水灰比。 件的局部强度取用合理的技术经济指标。③精心施工，充分考虑 施工中的各种不利因素，施工方法、材料强度及预应力张拉工艺 等需要有可靠的保证，做到符合设计要求。④对工程中出现的裂 缝应作详细调查，进行科学分析。必要时还应进行有关试验和测 试，对症下药，采取相应的对策。以确保结构的强度、安全性和耐 久性。⑤箱梁混凝土浇筑前应做好合理组织和分工。对操作人员 进行技术交底，划分振捣范围，浇筑层次清楚，相互重复振捣长 ３．２地袱线型不顺直、变形缝不贯通的防治措施 ①定位要正确无误，立模要充分校正，确保线形直顺，支撑 稳固，避免跑模。②浇筑混凝土时要专人看护和检查模板，避免 度应取５Ｏｃｍ左右，一边下料。⑥对设置横隔板的箱梁，混凝土要 轮流从横隔板洞口一边下料，并从洞口下另一边振出混凝土，避 免使空气封堵在洞口下部，这样就不易在洞口下部形成空洞。⑦ 合理组织混凝土供料，如采用商品混凝土。现场宜有临时备用搅 直接用振动器冲击模板。③封头模板质量要达到要求，确保使用 效果。④要按垂直水平面立模。 拌设备，以便当商品混凝土因运输或其他原因导致供料中断时 临时供料。⑧根据施工气温，合理调整混凝土坍落度和混凝土水 ３．３箱梁问题的防治措施 ①设计时除了按有关规范进行主应力计算外，还要对各种 应力。尤其是局部应力的可能分布状态进行足够的定性分析和 必要的定量分析，以便优化调整箱梁截面尺寸，合理布置预应力 灰比．当气温高时，应做好模板湿润工作。⑨当箱梁腹板较高时， 模板上应预留人孔处，使振捣棒可达到各部位。⑩对箱梁底板与 腹板承托处及横隔板预留人孔处，应重点进行监护，确保混凝土 浇筑质量。 ・３０８・ 建材与装饰２０１０年ｏ７月 路桥・航运・交通 （２）支架刚度、强度、稳定性不足或模板刚度不足，浇筑混凝 土中，混凝土自重及侧向压力迫使模板变形，过早拆模或野蛮拆 模引起的裂缝； 性进行校核，不能盲目依照经验和类似工程照搬使用。支架（脚 手架或其他夹具）应牢固可靠，旌工前必须对支架进行预压，以 消除支架非弹性形变和测出弹性形变值以便立模预留预拱度。 （３）混凝土搅拌、运输时间长，引起混凝土坍落度过低，和易 性不好： 安装模板时应确保构造紧密、不漏浆、不渗水，形状规则，能保证 混凝土的均匀性。模板及其支架的拆除顺序应按施工技术方案 执行，未达到混凝土预定强度要求不得拆除。 ２．２－３混凝土的浇筑 （４）混凝土配合比不符合规范要求，水泥、碎石、砂、外加剂、 外掺料等不符合规范要求； （５）擅自更改设计水灰比，从而导致混凝土凝结硬化时收缩 量增加； 浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预埋 件、预留孔洞等进行检查，确认无误后方可进行浇筑。混凝土的 拌和运输等必须满足连续浇筑要求。浇筑中要防止钢筋、模板、 （６）混凝土未能严格按规范要求分层、分段浇筑。混凝土浇 筑不连续；施工缝处理不到位； （７）混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞等，削 弱了截面承载力．引起钢筋锈蚀等； （８）混凝土养护措施不当，使得混凝土的结构强度未达到设 计目标。 １．６钢筋锈蚀引起的裂缝 一般桥梁结构都处在自然环境下，若构件保护层过薄、密实 性较差或防腐措施不当，混凝土中的钢筋就会锈蚀，引起体积膨 胀，导致混凝土顺筋胀裂。这种先锈后裂的纵向裂缝一旦发生， 就会逐步恶化，最终导致混凝土保护层成片剥落甚至钢筋锈断。 １．７构件不能自由伸缩引起的裂缝 现浇桥梁混凝土达到一定强度时支座临时锁定未及时解 除，造成梁体不能自由伸缩引起的裂缝。 除了以上所列的几种裂缝以外，施工材料缺陷、气候变化等 也会对桥梁裂缝的产生有影响，需要结合具体工程条件及施工 过程中的变化，做好动态控制的各项准备。 ２裂缝防治措施 ２．１设计防裂控制措施 为尽量避免荷载裂缝的出现，应尽量避免结构突变或断面 突变；如果结构突变不可避免，则应做好细部处理，如转角处做 圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋或斜向钢筋等。 为防止混凝土收缩和温度变化引起的裂缝，可增加构造配筋，以 提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚２Ｏ～６０ｃｍ）。为防止 钢筋锈蚀引起的裂缝，设计中应严格按照规范要求控制裂缝宽 度，采用足够的保护层厚度及防腐混凝土。 ２．２施工防裂控制措施 ２．２．１幸网筋绑音乙 绑扎钢筋之前，首先应进行彻底的除锈工作以确保使用的 钢筋质量。钢筋在加工场集中加工成型后运至现场进行安装，安 装时严格把握钢筋的间距。钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺 寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求，并 严格做好原材料和接头试验。钢筋层间距对混凝土构件的受力 性能影响显著，但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用 寿命，尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下，因此，在钢筋层间应留 有足够的间距，钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝 土垫块。 ２．２．２模板的安装与拆除 针对具体工程，应对模板及其支架的承载能力、刚度和稳定 定位筋、垫块及预埋管道的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要 满足分层浇筑、分层振捣的要求．并应采取一定的散热措施，有 效降低混凝土内外的温差，从而减少温度裂缝的产生。振捣要密 实．确保混凝土能填充到各个角落，同时也要避免过振引起塑性 裂缝和干缩裂缝。 ２。２．４混凝土的养护 混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措 施进行养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰 等。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的 混凝土，养护时间不得少于７ｄ，对于有抗渗要求或设计有明确 要求的混凝土，养护时间不得少于１４ｄ。冬季施工，不得向裸露 部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜或其他保温材料进 行保温、保湿养护。 ２．２．５其他措施 桥梁结构设计中考虑了施工顺序对内力的影响，施工中应 严格按照制定的方案进行，不得随意更改施工顺序，以免引起不 必要的附加应力导致结构开裂。施工技术方案中，应做好入模混 凝土的温度控制、浇筑后混凝土温度控制、养护及拆除模板后的 养护等措施，施工前做好施工技术交底，落实各项施工任务。分 配专人进行技术指导和质量监督。 ３结语 桥梁工程从建设到运营，涉及到勘察、设计、施工、验收和运 营管理等多个方面，哪个环节出现差错都可能使混凝土桥梁发 生开裂，存在严重的安全隐患，影响桥梁使用寿命，危及结构稳 定和运营安全。因此，严格按照国家相关规范、技术标准进行勘 察、设计、施工、验收和运营管理，这是桥梁正常运营的基本保 证。 参考文献 ［１］ＪＴＧＤ６０２２００４公路桥涵设计通用规简ｓ］． ［２］ＪＴＧＤ６２２２００４公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范［Ｓ】． 【３］王铁梦工程．结构裂缝控制［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，１９９７． ［４】陈海英．混凝土裂缝的原因分析与预防措施［Ｊ］．山西建筑，２００８，３４（２） １５７～１５８． 【５］ｔ增忠，朱玉仲．混凝土建筑物的裂缝分析及其防护和处理［Ｊ】．混凝土 ２００１（４）：７～１０． （作者单位：桂林市兴安公路管理局） ・３０９・
