試論水利工程中鋼筋混凝土橋梁的裂縫控制

蘇成才

摘?要鋼筋混凝土橋梁是目前我國水利工程中建造最多的橋梁之一，由于長期承受著靜載、動載和變形荷載（溫度、收縮、不均勻沉陷）等作用，不可避免地會產(chǎn)生混凝土開裂、破損等，鋼筋混凝土橋梁裂縫將影響到橋梁結(jié)構(gòu)物的正常使用，嚴(yán)重的甚至引起交通事故及縮短結(jié)構(gòu)的使用年限。本文首先分析了鋼筋混凝土橋梁裂縫的原因，其次，從重點加強混凝土鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)；科學(xué)設(shè)計混凝土配合比；在施工過程中進(jìn)行控制；預(yù)埋線管處的裂縫防治；裂縫彌補處理措施等方面就如何加強鋼筋混凝土橋梁裂縫控制進(jìn)行了深入的探討，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞鋼筋混凝土；橋梁；裂縫控制

中圖分類號TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0150-01

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，施工機具、設(shè)備和建筑材料的發(fā)展，水利工程中的橋梁施工技術(shù)不斷改進(jìn)、提高而逐步發(fā)展和豐富起來。鋼筋混凝土橋梁是目前我國水利工程中建造最多的橋梁之一，其在實際使用過程中，由于長期承受著靜載、動載和變形荷載（溫度、收縮、不均勻沉陷）等作用，不可避免地會產(chǎn)生混凝土開裂、破損等，這將影響到橋梁結(jié)構(gòu)物的正常使用，嚴(yán)重的甚至引起交通事故及縮短結(jié)構(gòu)的使用年限。本文就如何加強鋼筋混凝土橋梁裂縫控制進(jìn)行探討。

1鋼筋混凝土橋梁裂縫的原因

一般地，肉眼可以看見的裂縫為0.02mm-0.05mm，從工程有害影響最小的界限判斷，裂縫不能大于0.05mm。

1）鋼筋混凝土自身因素。由于混凝土中骨料級配差、加水量大、構(gòu)件厚度大、搗振不均勻等原因，致使混凝土固化緩慢、粗骨料下沉、水泥漿上浮。下沉的粗骨料被鋼筋阻隔而產(chǎn)生不均勻下沉，致使被阻隔的部位出現(xiàn)裂縫。上浮的水泥漿導(dǎo)致混凝土表面收縮率增大，致使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。沉縮裂縫一般產(chǎn)生在混凝土初凝后、終凝前，沉縮量一般為構(gòu)件厚度的1%左右。

2）溫度導(dǎo)致裂縫。鋼筋混凝土受電弧焊接、大氣及周圍溫度、陽光照射、水泥水化放熱等諸多因素影響，在遇到冷熱變化較大的時候，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，就會發(fā)生膨脹和收縮，一旦混凝土強度低于溫度應(yīng)力時，就會馬上產(chǎn)生裂縫。冬季施工及蒸氣養(yǎng)護(hù)時如措施不當(dāng)，混凝土內(nèi)外溫度不均，驟冷驟熱，也很容易產(chǎn)生溫度裂縫。

3）鋼筋銹蝕導(dǎo)致的裂縫。因混凝土保護(hù)層厚度不足，或有氯化物浸入，或者質(zhì)量較差等等因素，均可發(fā)生銹蝕反應(yīng)，導(dǎo)致破壞鋼筋表面的氧化膜；發(fā)生腐蝕之后，產(chǎn)生的銹蝕物氫氧化鐵的體積就比原來增長約2～4倍，產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，致使表面混凝土剝離、開裂，產(chǎn)生裂縫。

2如何加強鋼筋混凝土橋梁裂縫控制

1）科學(xué)設(shè)計混凝土配合比。在滿足混凝土設(shè)計的強度等級、混凝土和易性、耐久性條件下做到節(jié)約水泥和降低混凝土成本。主要參數(shù)有水灰比、單位用水量和砂率。選用低水化熱水泥和控制用水量，可減少水泥用量以及水化熱；改善骨料級配，需嚴(yán)格控制混凝土骨料中的含泥量；為取得最低的水灰比，配合比設(shè)計時應(yīng)最大限度的增加粗骨料用量?；炷翐接猛饧觿?，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力可抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)，如u型膨脹劑（無水硫鋁酸鈣或硫酸鋁）；減少水化熱，可摻部分粉煤灰和緩凝高效堿水劑，提高混凝土的和易性。

2）施工中混凝土的裂縫控制。混凝土澆筑前應(yīng)先對模板進(jìn)行檢查，保證有足夠的剛度和可靠度，以免膨脹模板變形。混凝土在澆筑時，需有足夠的坍落度和流動性。各個工序中，如混凝土澆注過程鎮(zhèn)中，控制澆筑高度、寬度，減少水化熱；控制現(xiàn)澆過程中的溫度，并不斷振搗，振搗均勻，嚴(yán)防漏振及過振，不得減少振搗時間、插入距離和深度，以保證振搗密實。

施工過程時，混凝土盡量一次性澆注完成。如果必須間斷，間斷時間不應(yīng)大于前層混凝土的初凝時間?；炷翝仓瓿珊?，混凝土表面受環(huán)境因素影響（如曝曬）溫度發(fā)生劇烈變化時，混凝土內(nèi)部溫差會產(chǎn)生范德華力，此時應(yīng)立即用塑料布或草簾子覆蓋，同時應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，以避免混凝土因失水引起早期裂縫；在混凝土表面不宜澆水養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)涂刷保護(hù)層，如薄膜養(yǎng)生液等。

3）裂縫可控措施?！痘炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》4.3.2條中，規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)最小保護(hù)層厚度，可有效延長有害物質(zhì)到達(dá)鋼筋的時間，延緩鋼筋的腐蝕，使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性達(dá)到規(guī)定的設(shè)計使用年限，確保了工程的合理的使用壽命要求。在混凝土設(shè)計過程中，應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距的配筋方式，全截面配筋率控制在不應(yīng)小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的最小配筋率，適當(dāng)增配構(gòu)造鋼筋和溫度應(yīng)力筋，同時可在混凝土表面增設(shè)鋼筋網(wǎng)，提高混凝土抗裂性能。

4）避免溫度變化時所引起的裂縫。我們在橋梁施工中，首先，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，盡可能地限制水泥的單位用量，選擇水化熱較低的那種水泥，同時降低內(nèi)外溫差，減少骨料的入模溫度，并緩慢地進(jìn)行降溫，或者也可以選用薄層來進(jìn)行連續(xù)澆筑，這樣能夠加快散熱。其次，混凝土的養(yǎng)護(hù)可以按照兩階段的升溫蒸汽來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在第一階段中，我們的控制溫度就是灌注的時候所處的環(huán)境溫度，在這基礎(chǔ)上再加20℃。然后我們每小時來進(jìn)行升溫10℃，當(dāng)混凝土的強度到達(dá)10 MPa的時候，就可以進(jìn)行第二階段的升恒溫的階段。這時恒溫的控制溫度不能夠超過60℃，同時保證每小時可以升溫10℃。強度增長的最快階段就是恒溫階段，我們在梁的上部橋面要注意儲存一些水，這樣做的目的在于保證養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)的溫度可以提高。除外，在降溫的階段，為了避免降溫的速度過快，造成混凝土發(fā)生裂縫現(xiàn)象，一般我們要把降溫速度控制在每小時10℃左右。第三，在橋梁進(jìn)行安裝焊接的時候，可以采用間歇性依次焊接的方法，這樣就可以盡可能地避免發(fā)生集中施焊的危險。

3結(jié)語

水利工程中鋼筋混凝土橋梁的裂縫雖然是一種很常見的質(zhì)量通病，但只要嚴(yán)格遵守施工規(guī)程，從材料、施工工藝、設(shè)計等多方面加強管理和控制，裂縫是可以得到控制和預(yù)防的。同時，對已發(fā)生的裂縫，根據(jù)其不同特點采用相應(yīng)的處理方法，可使裂縫對構(gòu)建或結(jié)構(gòu)的危害降到最小。

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