鋼筋混凝土橋梁裂縫的成因及防治措施

張騰浩+秦緒勇

摘要：鋼筋混凝土橋梁裂縫的出現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量有較大影響，甚至導(dǎo)致橋梁垮塌，成為困擾橋梁設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員的難題。文章主要針對(duì)目前鋼筋混凝土橋出現(xiàn)裂縫的實(shí)際情況，分析了鋼筋混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因，并提出了防治措施，為工程實(shí)踐提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；橋梁裂縫；外在荷載；不均勻變形；施工工藝

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0106-02

1 概述

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加速，交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展也十分迅速，而鋼筋混凝土橋梁的建設(shè)成為了重中之中。伴隨鋼筋混凝土橋梁的投入使用，鋼筋混凝土橋梁的安全問題顯得尤為重要，同時(shí)，裂縫的出現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的影響并導(dǎo)致橋梁垮塌的案例屢屢發(fā)生，因此經(jīng)常困擾著橋梁設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員。其實(shí)只要從勘察設(shè)計(jì)階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段等方面層層把關(guān)，結(jié)合相關(guān)的理論知識(shí)，就可以避免或者減小鋼筋混凝土橋梁工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫。本文主要針對(duì)目前鋼筋混凝土橋出現(xiàn)裂縫的實(shí)際情況，闡述了鋼筋混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施，為工程實(shí)踐提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

2 鋼筋混凝土橋梁裂縫的原因及防治措施

2.1 外在荷載引起的裂縫

由外部荷載直接引起的裂縫，稱為結(jié)構(gòu)性裂縫，這種裂縫的出現(xiàn)表示設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋梁的計(jì)算承載力不足或其他原因引起的荷載承載力不足。一般在設(shè)計(jì)階段，如果設(shè)計(jì)人員水平不高，對(duì)于荷載認(rèn)識(shí)不清楚，錯(cuò)誤或者漏算外部荷載，致使在最后配筋時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂的重要原因。在施工階段，隨意改變鋼筋混凝土的施工順序，也會(huì)引起結(jié)構(gòu)受力開裂；使用階段，出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)荷載的車輛、交通事故、自然因素或者其他原因也會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂。

2.2 不均勻變形引起的裂縫

由于鋼筋混凝土不均勻變形引起的裂縫，稱為非結(jié)構(gòu)性裂縫，如地基變形、材料質(zhì)量、溫度變化、混凝土收縮、施工工藝等原因引起的結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這個(gè)拉應(yīng)力值達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度的極限值時(shí)，就會(huì)引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.2.1 地基變形原因。一般地基的壓縮變形，主要由建筑物荷重產(chǎn)生的附加應(yīng)力而引起。在建筑物荷載作用下地基的變形既有垂向的變形，也有水平的變形。由于建筑物基礎(chǔ)的沉降量與地基的垂向變形量是一致的，因此通常所說的基礎(chǔ)沉降量指的就是地基的垂向變形量。在實(shí)際工程中，常常引起地基發(fā)生變形的因素首先是勘察設(shè)計(jì)人員提供的勘察設(shè)計(jì)報(bào)告不夠準(zhǔn)確，因此設(shè)計(jì)人員根據(jù)此勘察設(shè)計(jì)報(bào)告所設(shè)計(jì)出的圖紙也不準(zhǔn)確，這就是造成地基不均勻沉降的最主要的原因；其次，鋼筋混凝土橋梁上部荷載大小、類型差異太大，一般情況，由于上部荷載的差異就會(huì)引起地基的不均勻沉降；第三，由外界原因引起的，比如冬季土壤的凍脹問題，冬季晚上氣溫比較低，由于地基冰凍膨脹對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生不利作用，白天氣溫回升引起凍土融化，鋼筋混凝土橋梁地基下沉，反復(fù)凍融，反復(fù)作用就會(huì)使得地基不均勻沉降。

2.2.2 材料質(zhì)量原因?；炷潦怯赡z凝材料、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和礦物摻合料按適當(dāng)比例配合而成。首先混凝土中水泥是否合格是最主要的影響因素，一般情況，我們?cè)谑┕がF(xiàn)場(chǎng)使用水泥時(shí)必須要檢驗(yàn)水泥的出廠合格證和出廠檢驗(yàn)報(bào)告，隨機(jī)抽取一些水泥做力學(xué)試驗(yàn)，只有當(dāng)試驗(yàn)成功足時(shí)才能說明水泥本身合格。在使用過程中避免淋雨、受潮，水泥在硬化過程中控制其初凝和終凝時(shí)間，控制好水泥安定性，只有滿足這些才能使水泥達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。對(duì)于鋼筋而言，由于現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員的質(zhì)量參差不齊，造成混凝土保護(hù)層厚度不足，使得鋼筋與氧氣和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其體積將增大，從而脹裂混凝土保護(hù)層導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫、貫通，最后破壞，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要采取足夠的保護(hù)層，施工時(shí)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，防止氧氣與水的入侵。

2.2.3 混凝土收縮原因。在實(shí)際鋼筋混凝土橋梁工程中，混凝土收縮是引起橋梁裂縫最常見的原因之一，同時(shí)，水泥與水起水化作用逐漸硬化而形成的水泥骨架不斷緊密，引起的混凝土體積縮小?；炷脸尚魏?，表面水分蒸發(fā)，這種水分蒸發(fā)總是由表及里逐步發(fā)展，截面內(nèi)外溫度不等，內(nèi)外收縮量不一樣?；炷帘砻媸湛s變形受到混凝土內(nèi)部約束限制時(shí)，即在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土開裂。一般而言，用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大；對(duì)一般鋼筋混凝土橋梁而言，由于溫度和收縮引起的裂縫原因，增加構(gòu)造配筋可以有效地減小混凝土的裂縫，明顯地提高混凝土的抗裂性能。

2.2.4 溫度原因。混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)混凝土的內(nèi)部溫度和外部溫度或者外界溫度溫差較大時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生變形，當(dāng)混凝土里外表面溫度變形受到約束時(shí)，在混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時(shí)若是應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，就會(huì)引起混凝土裂縫，這種裂縫稱為溫度裂縫。引起溫度變化的因素主要有年度溫差，一年四季春夏秋冬不斷變化重復(fù)交替，因此對(duì)鋼筋混凝土橋梁的縱向位移影響比較大；水化熱的影響，大體積混凝土澆筑之后混凝土水化放熱，致使混凝土內(nèi)部溫度驟然升高，外部溫度變化很小，造成混凝土內(nèi)部外部溫差較大，致使混凝土的表面出現(xiàn)裂縫，一般而言，我們盡量選擇水化熱低的水泥品種，減少入模的溫度，降低內(nèi)外差。

2.2.5 施工工藝原因。鋼筋混凝土橋梁工程一般施工比較復(fù)雜，周期長(zhǎng)，難度大，在實(shí)際施工過程中人為因素或者其他外界因素可控性比較差，因此，在施工中就容易出現(xiàn)橫向、豎向、貫穿、非貫穿的各種各樣的裂縫。由于施工工藝引起的裂縫原因主要有混凝土在施工過程中振搗不均勻、不密實(shí)，就會(huì)出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面，從而導(dǎo)致鋼筋裸露，因此在混凝土振搗時(shí)一定要保證混凝土的振搗質(zhì)量；在施工過程中模板拆除過早，導(dǎo)致混凝土沒達(dá)到應(yīng)有的抗壓強(qiáng)度，致使在外部荷載和自重作用下產(chǎn)生裂縫，因此我們一定要在混凝土完全達(dá)到強(qiáng)度時(shí)才能拆除模板，尤其是把握施工的各個(gè)階段，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求來完成鋼筋混凝土橋梁的全部施工過程。

3 結(jié)語

鋼筋混凝土橋梁裂縫問題一直是工程上的一個(gè)熱點(diǎn)話題，也與我們的日常生活息息相關(guān)，對(duì)鋼筋混凝土橋梁裂縫問題的研究分析可以產(chǎn)生較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)踐證明，只有對(duì)橋梁裂縫的原因分析清楚，才能在鋼筋混凝土橋梁設(shè)計(jì)、施工、使用過程中避免裂縫的產(chǎn)生，從而延長(zhǎng)鋼筋混凝土橋梁的使用壽命，滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨?。本文主要針?duì)目前鋼筋混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的實(shí)際情況，詳細(xì)地分析了鋼筋混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施，為工程實(shí)踐提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，從而在實(shí)際工程中采取合理技術(shù)以避免或者減少鋼筋混凝土橋梁裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[2] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 5010-2010）[S].

作者簡(jiǎn)介：張騰浩（1988-），男，供職于貴州高速公路集團(tuán)有限公司，研究方向：質(zhì)量檢測(cè)；秦緒勇（1981-），男，供職于中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司。endprint