论文部分内容阅读
【摘要】近年来，随着我国在桥梁建筑行业的快速发展，混凝土在桥梁建筑工程中的适用范围不断的扩大。但是，我国在混凝土桥梁建筑的施工技术和材料使用方面存在着一些问题，使得建设的质量受到影响，也影响到人们的通行。在混凝土桥梁的施工中，裂缝是经常出现的问题，如何对这些问题进行处理就是一个十分关键的问题了。因此，结合自己的研究，对混凝土桥梁施工裂缝的成因以及其防治的对策进行分析。
【关键词】混凝土；裂缝；措施；现代桥梁
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在桥梁建筑施工过程中，混凝土的施工裂缝是整个桥梁建筑施工管理中最重要环节，对桥梁建筑的整体质量有着十分重要的影响。一旦处理不好，就容易诱发桥体坍塌，造成重大的安全事故。随即造成巨大的资源浪费，又严重影响到行人行车的生命财产安全，因而，加强对桥梁建筑施工裂缝的分析，并采取有效的预防和治理措施，有着十分重要的意义。
二、桥梁施工中裂缝的形成原因分析
1、结构性裂缝的形成原因
结构性裂缝是由于施工原因造成的，如预应力结构的张拉裂缝、普通钢筋混凝土连续箱梁支架拆除过程中产生的裂缝等等。预应力结构的张拉裂缝是由于锚垫板位置没按设计位置布置、锚垫板后螺旋筋没有顶牢锚垫板、锚垫板混凝土不密实或混凝土强度未达到设计规定的张拉强度时进行张拉等原因造成的;普通钢筋混凝土连续箱梁拆架过程中产生的裂缝是由于落架顺序不当或落架时间过长引起的，因为联箱梁落架不可能在瞬间完成，有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的方式进行转换，那么连续梁的负弯矩区在简支过程中梁底是肯定要产生横向裂缝的。
2、非结构性裂缝的形成原因
（一）塑性裂缝
塑性裂缝，是指混凝土在可塑状态下出现的裂缝，分为沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。沉降裂缝产生的原因之一，是由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部地方的混凝土变形受约束导致的裂缝；二是在重力作用下，混凝土中较重颗粒下沉，从而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板拉杆约束时就会产生裂缝。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水份的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面形成弯月形产生毛细管张力，由于水份的流失,引起混凝土本身的收缩,从而使其自身具有了拉力的作用,这个作用大于混凝土本身的强度从而产生了裂缝.
（二）温差裂缝
由于外界气温混凝土自身水泥水化作用时产生的水化热形成的温度差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝。混凝土构件被模板等材料隔离，水泥水化所产生的热量无法及时散发到空气中（混凝土中心温度与表面温度也不一致，中心温度高于表面温度），故在初始24h内混凝土温度将升高，过几天后随着热量的散发混凝土将变冷，此时混凝土会产生收缩，这种收缩受结构内部钢筋及外部模板等约束会使混凝土开裂；当混凝土冬季施工时，由于混凝土散热快，其内部温度较高，而表面温度受环境影响变得较低，表面混凝土的收缩率大于混凝土内部的收缩率，从而使表面混凝土产生裂缝。
（三）长期干缩裂缝
长期干缩裂缝：是指混凝土由于施工以后,要长期暴露于不饱和的空气中.由于外部环境的不断变化,自体在物理和化学的变化下由于失水导致了体积缩小,当缩小到一定程度时,受到自身的约束,而产生了干缩裂缝（一般桥面铺装产生的裂缝就是长期干缩裂缝）。
（四）龟裂缝
龟裂缝：顾名思议,就是类惟于龟背纹路的裂缝,它的产生原因是,在空气中的温度达到一定程度的时候,模板具有的渗透性又较低,致使混凝土中水泥由于流失的少,水份的流失量小,导致混凝土在干燥的过程中耗时长,内部硬度不够时即撤掉模板,在自身的重量的压力下,和荷载的重力双重作用下,引起的裂缝,叫龟裂缝。这种裂缝属于非结构裂缝,对路桥的损害很大。在混凝土的使用过程中,由于水份流失的慢,引起内部钢筋生锈。由于钢筋的变化引起的裂缝,这种裂缝叫侵害性裂缝。例如,在混凝土骨料中,活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应,钢筋保护层抵制不住化学反应带来的侵蚀,引起化学物质对钢筋的侵蚀,造成自身体积的微量膨胀,这种化学反应带来的局部拉应力,也会导致混凝土的裂缝的产生。
3、配合比原因
单位混凝土水泥用量越大，用水量越高，混凝土的塌落度越大，收缩性越大。在配合比设计中水灰比、含沙率不同而造成混凝土的和易性产生偏差，导致混凝土泌水、保水性不良、产生离析，增加收缩值。控制混凝土粗骨料的级配，当砂石粒径或者砂率的级配不合理时、计算不精确时，混凝土产生裂缝的几率将加大。现浇的混凝土中粗骨料石子粒径一般在19-26.5mm，预搅拌的混凝土控制在5-26.5mm之间为宜，含砂率应控制在0.35左右，砂料应采用中砂或者中粗型的。砂石含量应符合规范的要求，混凝土的塌落度要控制在规范允许的范围内。
4、原材料原因
混凝土施工时的原材料对混凝土的质量也起着关键性的作用，很多方面都与混凝土产生裂缝有关。如，细集料砂中的含泥两和泥块含量超标，粗集料中粉尘含量过大等，容易使混凝土搅拌不均匀，泥块不散，在混凝土中形成泥坨，混凝土在自身徐变中产生应力这些泥坨就会破损从而是混凝土内部产生裂缝，进而向外扩展；机制砂的细度模数偏大，砂子较粗，砂子的吸水率较大，使混凝土容易产生泌水，保水性不亮，产生混凝土收缩。
三、桥梁混凝土裂缝的施工防治措施
1、做好科学的设计
(一)对于地基的不均匀沉降，可通过调整基础的类型进行控制，如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
(二)在梁板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋，但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象，在板角四周增设辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，能有效地抑制裂缝。
2、材料的控制
在施工的过程中,施工技术是混凝土桥梁施工的一大保障。在施工中,应严格按照施工技术规范的有关规定进行操作，如对原材料(水泥、砂子、碎石、水，外加剂，外掺剂等)，原材料的质量有保障，那么在施工过程中，工艺先进、施工过程比较合理的情况下，就不应该产生质量问题。所在，把好原材料的关，是重要的一个环节。对原材料的检验，以及混凝土在使用前的配比试验，都是必不可少的环节。或者是在高温、潮湿等恶劣天气环境下，对砂石、石粒进行含水性测试，及时调整与水泥和水的配比量，切不可一成不变，用以确保混凝土在使用过程中的施工质量。
3、选择与结构相适应的混凝土，混凝土的强度、等级应严格控制，避免使用早、强、高的水泥。在施工中选用早期强度高以及收缩值较小的普通硅酸盐以及硅酸盐水泥。掺入高效的减水剂来提高混凝土的塌落度及和易性，严格控制水灰比，尽量减少水泥和水的用量。
4、浇筑方法
混凝土的施工过程需要按照严格的流程规定进行混凝土浇筑，从自然流淌、水平分层、斜向分段、持续推移、最后一次到顶，中间不能有任何差错。一旦发现混凝土不合格就必须退回搅拌站，重新搅拌。浇筑过程中禁止向已搅拌好的混凝土中添加水。并做到浇捣时，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間，避免过振或漏振。提倡采用二次振捣.二次抹面技术，以排除泌水混凝土内部的水分和气泡。混凝土的分层厚度也要准确把握，新一层的混凝土必须被上层混凝土全部覆盖之后才能进行下一层的浇筑，这样才能有效防止由于时间间隔过长导致施工裂缝。
5、混凝土的养护
混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。要防止混凝土过冷,尽量使混凝土的施工温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止混凝土内外温度差。最好做到早期就用土工布，塑料薄膜的保温材料保温，保水。定时间隔的洒水或薄膜保湿等措施进行养护，尽量避免混凝土的急剧干燥或温度剧变。一般普通的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间应不得少于7天。特别是冬季施工的桥梁尤为要注意，千万不能向露于空气的部位的混凝土直接浇水，可以采用塑料薄膜覆盖或其它的材料进行保湿养护，防止混凝土与外界温度变化和水分散失产生裂缝。
6、表面修补
表面修补法是一种常见、简单的裂缝处理方法，常用于结构未受到影响的表面裂缝以及延伸裂缝的处理。通常最直接的方法是在水泥表面涂抹水泥浆，当然还有其他的方法，比如，在混凝土表面刷油漆、沥青、涂料等防腐式性材料。另外，为了防止其他的外在的力量使混凝土继续开裂，常在裂缝的表面粘帖玻璃纤维布等措施。
7、灌浆、嵌缝封堵
用灌浆、裂缝封堵法对裂缝进行修补常在下列情况：对混凝土有防渗要求的裂缝，对混凝土结构整体性有影响的裂缝。对凝土裂缝进行修补，这种方法简单的说，就是使用压力设备强行将胶结材料压到混凝土裂缝当中，当这种胶结材料进入裂缝后，它将迅速硬化并与混凝土形成一个胶结的整体，从而起封堵加固的目的。在这种工作中，常用的胶结材料有环氧树脂、水泥浆、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。嵌缝法是混凝土裂缝修补中较为常用的一种方法，通常沿着裂缝进行凿槽，在槽中嵌入刚性或者刚性止水材料，以达到裂缝封闭的目的。施工中常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等；常用的刚性材料为水泥砂浆。
四、结束语
总之，在桥梁施工中，出现裂缝是正常情况，但需要我们对其进行防治，这样才能保证桥梁施工的质量，保证桥梁的行车安全。
参考文献：
[1]张进才.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4).
[2]邓小芳.浅谈某桥梁建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10).
[3]翟品良 《水泥混凝土路面施工控制》中国新技术新产品 2011年14期
[4]庄承波《水泥混凝土路面裂缝的原因及预防措施》黑龙江科技信息 2011年21期
【关键词】混凝土；裂缝；措施；现代桥梁
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
在桥梁建筑施工过程中，混凝土的施工裂缝是整个桥梁建筑施工管理中最重要环节，对桥梁建筑的整体质量有着十分重要的影响。一旦处理不好，就容易诱发桥体坍塌，造成重大的安全事故。随即造成巨大的资源浪费，又严重影响到行人行车的生命财产安全，因而，加强对桥梁建筑施工裂缝的分析，并采取有效的预防和治理措施，有着十分重要的意义。
二、桥梁施工中裂缝的形成原因分析
1、结构性裂缝的形成原因
结构性裂缝是由于施工原因造成的，如预应力结构的张拉裂缝、普通钢筋混凝土连续箱梁支架拆除过程中产生的裂缝等等。预应力结构的张拉裂缝是由于锚垫板位置没按设计位置布置、锚垫板后螺旋筋没有顶牢锚垫板、锚垫板混凝土不密实或混凝土强度未达到设计规定的张拉强度时进行张拉等原因造成的;普通钢筋混凝土连续箱梁拆架过程中产生的裂缝是由于落架顺序不当或落架时间过长引起的，因为联箱梁落架不可能在瞬间完成，有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的方式进行转换，那么连续梁的负弯矩区在简支过程中梁底是肯定要产生横向裂缝的。
2、非结构性裂缝的形成原因
（一）塑性裂缝
塑性裂缝，是指混凝土在可塑状态下出现的裂缝，分为沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。沉降裂缝产生的原因之一，是由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部地方的混凝土变形受约束导致的裂缝；二是在重力作用下，混凝土中较重颗粒下沉，从而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板拉杆约束时就会产生裂缝。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水份的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面形成弯月形产生毛细管张力，由于水份的流失,引起混凝土本身的收缩,从而使其自身具有了拉力的作用,这个作用大于混凝土本身的强度从而产生了裂缝.
（二）温差裂缝
由于外界气温混凝土自身水泥水化作用时产生的水化热形成的温度差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝。混凝土构件被模板等材料隔离，水泥水化所产生的热量无法及时散发到空气中（混凝土中心温度与表面温度也不一致，中心温度高于表面温度），故在初始24h内混凝土温度将升高，过几天后随着热量的散发混凝土将变冷，此时混凝土会产生收缩，这种收缩受结构内部钢筋及外部模板等约束会使混凝土开裂；当混凝土冬季施工时，由于混凝土散热快，其内部温度较高，而表面温度受环境影响变得较低，表面混凝土的收缩率大于混凝土内部的收缩率，从而使表面混凝土产生裂缝。
（三）长期干缩裂缝
长期干缩裂缝：是指混凝土由于施工以后,要长期暴露于不饱和的空气中.由于外部环境的不断变化,自体在物理和化学的变化下由于失水导致了体积缩小,当缩小到一定程度时,受到自身的约束,而产生了干缩裂缝（一般桥面铺装产生的裂缝就是长期干缩裂缝）。
（四）龟裂缝
龟裂缝：顾名思议,就是类惟于龟背纹路的裂缝,它的产生原因是,在空气中的温度达到一定程度的时候,模板具有的渗透性又较低,致使混凝土中水泥由于流失的少,水份的流失量小,导致混凝土在干燥的过程中耗时长,内部硬度不够时即撤掉模板,在自身的重量的压力下,和荷载的重力双重作用下,引起的裂缝,叫龟裂缝。这种裂缝属于非结构裂缝,对路桥的损害很大。在混凝土的使用过程中,由于水份流失的慢,引起内部钢筋生锈。由于钢筋的变化引起的裂缝,这种裂缝叫侵害性裂缝。例如,在混凝土骨料中,活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应,钢筋保护层抵制不住化学反应带来的侵蚀,引起化学物质对钢筋的侵蚀,造成自身体积的微量膨胀,这种化学反应带来的局部拉应力,也会导致混凝土的裂缝的产生。
3、配合比原因
单位混凝土水泥用量越大，用水量越高，混凝土的塌落度越大，收缩性越大。在配合比设计中水灰比、含沙率不同而造成混凝土的和易性产生偏差，导致混凝土泌水、保水性不良、产生离析，增加收缩值。控制混凝土粗骨料的级配，当砂石粒径或者砂率的级配不合理时、计算不精确时，混凝土产生裂缝的几率将加大。现浇的混凝土中粗骨料石子粒径一般在19-26.5mm，预搅拌的混凝土控制在5-26.5mm之间为宜，含砂率应控制在0.35左右，砂料应采用中砂或者中粗型的。砂石含量应符合规范的要求，混凝土的塌落度要控制在规范允许的范围内。
4、原材料原因
混凝土施工时的原材料对混凝土的质量也起着关键性的作用，很多方面都与混凝土产生裂缝有关。如，细集料砂中的含泥两和泥块含量超标，粗集料中粉尘含量过大等，容易使混凝土搅拌不均匀，泥块不散，在混凝土中形成泥坨，混凝土在自身徐变中产生应力这些泥坨就会破损从而是混凝土内部产生裂缝，进而向外扩展；机制砂的细度模数偏大，砂子较粗，砂子的吸水率较大，使混凝土容易产生泌水，保水性不亮，产生混凝土收缩。
三、桥梁混凝土裂缝的施工防治措施
1、做好科学的设计
(一)对于地基的不均匀沉降，可通过调整基础的类型进行控制，如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
(二)在梁板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋，但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象，在板角四周增设辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，能有效地抑制裂缝。
2、材料的控制
在施工的过程中,施工技术是混凝土桥梁施工的一大保障。在施工中,应严格按照施工技术规范的有关规定进行操作，如对原材料(水泥、砂子、碎石、水，外加剂，外掺剂等)，原材料的质量有保障，那么在施工过程中，工艺先进、施工过程比较合理的情况下，就不应该产生质量问题。所在，把好原材料的关，是重要的一个环节。对原材料的检验，以及混凝土在使用前的配比试验，都是必不可少的环节。或者是在高温、潮湿等恶劣天气环境下，对砂石、石粒进行含水性测试，及时调整与水泥和水的配比量，切不可一成不变，用以确保混凝土在使用过程中的施工质量。
3、选择与结构相适应的混凝土，混凝土的强度、等级应严格控制，避免使用早、强、高的水泥。在施工中选用早期强度高以及收缩值较小的普通硅酸盐以及硅酸盐水泥。掺入高效的减水剂来提高混凝土的塌落度及和易性，严格控制水灰比，尽量减少水泥和水的用量。
4、浇筑方法
混凝土的施工过程需要按照严格的流程规定进行混凝土浇筑，从自然流淌、水平分层、斜向分段、持续推移、最后一次到顶，中间不能有任何差错。一旦发现混凝土不合格就必须退回搅拌站，重新搅拌。浇筑过程中禁止向已搅拌好的混凝土中添加水。并做到浇捣时，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間，避免过振或漏振。提倡采用二次振捣.二次抹面技术，以排除泌水混凝土内部的水分和气泡。混凝土的分层厚度也要准确把握，新一层的混凝土必须被上层混凝土全部覆盖之后才能进行下一层的浇筑，这样才能有效防止由于时间间隔过长导致施工裂缝。
5、混凝土的养护
混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。要防止混凝土过冷,尽量使混凝土的施工温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止混凝土内外温度差。最好做到早期就用土工布，塑料薄膜的保温材料保温，保水。定时间隔的洒水或薄膜保湿等措施进行养护，尽量避免混凝土的急剧干燥或温度剧变。一般普通的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间应不得少于7天。特别是冬季施工的桥梁尤为要注意，千万不能向露于空气的部位的混凝土直接浇水，可以采用塑料薄膜覆盖或其它的材料进行保湿养护，防止混凝土与外界温度变化和水分散失产生裂缝。
6、表面修补
表面修补法是一种常见、简单的裂缝处理方法，常用于结构未受到影响的表面裂缝以及延伸裂缝的处理。通常最直接的方法是在水泥表面涂抹水泥浆，当然还有其他的方法，比如，在混凝土表面刷油漆、沥青、涂料等防腐式性材料。另外，为了防止其他的外在的力量使混凝土继续开裂，常在裂缝的表面粘帖玻璃纤维布等措施。
7、灌浆、嵌缝封堵
用灌浆、裂缝封堵法对裂缝进行修补常在下列情况：对混凝土有防渗要求的裂缝，对混凝土结构整体性有影响的裂缝。对凝土裂缝进行修补，这种方法简单的说，就是使用压力设备强行将胶结材料压到混凝土裂缝当中，当这种胶结材料进入裂缝后，它将迅速硬化并与混凝土形成一个胶结的整体，从而起封堵加固的目的。在这种工作中，常用的胶结材料有环氧树脂、水泥浆、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。嵌缝法是混凝土裂缝修补中较为常用的一种方法，通常沿着裂缝进行凿槽，在槽中嵌入刚性或者刚性止水材料，以达到裂缝封闭的目的。施工中常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等；常用的刚性材料为水泥砂浆。
四、结束语
总之，在桥梁施工中，出现裂缝是正常情况，但需要我们对其进行防治，这样才能保证桥梁施工的质量，保证桥梁的行车安全。
参考文献：
[1]张进才.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4).
[2]邓小芳.浅谈某桥梁建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10).
[3]翟品良 《水泥混凝土路面施工控制》中国新技术新产品 2011年14期
[4]庄承波《水泥混凝土路面裂缝的原因及预防措施》黑龙江科技信息 2011年21期