道橋工程混凝土裂縫原因及修復措施

【摘要】改革開放以來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，我國交通基礎建設也有了很大的提升，尤其是作為溝通紐帶的道路橋梁建設更是實現(xiàn)了劃時代的發(fā)展?；炷恋缆放c橋梁逐漸成為我國交通建設的主體部分，然而，由于混凝土自身的特點，混凝土道橋容易產生裂縫，甚至會發(fā)生斷裂。本文作者結合自身經驗通過分析道橋工程發(fā)生混凝土裂縫的原因，找到了修復裂縫的方法，為同行提供了參考。

【關鍵詞】道橋建設；混凝土道橋；混凝土裂縫

在道橋工程的施工及使用過程中，混凝土產生裂縫可謂“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，這也是長期以來困擾橋梁工程技術人員的一大難題。道橋工程質量的好壞直接關系著行人的生命財產安全以及行車的穩(wěn)定與安全。為了避免或減少裂縫的出現(xiàn)，本文作者對混凝土道路橋梁裂縫的種類和及其產生原因進行了全面的分析，為道橋建設找到了修復裂縫的措施。

一、混凝土裂縫概況

在工程建設領域，混凝土的裂縫問題是一個普遍存在卻難以根治的難題。

何為混凝土？我們通常所說的混凝土指的是一種由砂石骨料、水、水泥和其他材料混合在一起而形成的非均質脆性材料。

由于混凝土本身容易變形，再加上工程施工的疏忽等一系列問題，那些硬化成型的混凝土當中存在著大量的微孔隙和微裂縫，一般來說，這些帶縫工作的混凝土建筑和構件會由于裂縫的存在而備受影響和沖擊。在這之中，首當其沖的是混凝土結構內部的鋼筋腐蝕問題，鋼筋一旦發(fā)生腐蝕，就會嚴重降低鋼筋混凝土材料的承載與抗?jié)B能力，進而影響整個建筑物的外表形象及其使用壽命，如果腐蝕達到一定程度甚至會給人的生命財產安全造成嚴重威脅。

二、道路橋梁混凝土裂縫產生的原因

道橋上的每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因。道路橋梁混凝土裂縫產生的原因有如下幾方面：

（一）荷載過大導致混凝土裂縫

隨著我國道路交通四通八達局面的形成，超載超重車輛日益增多，這無疑是對道路及橋梁承重力的巨大挑戰(zhàn)，也是混凝土道路、橋梁產生裂縫的直接誘因。

混凝土道路、橋梁在靜、動荷載情況下產生的裂縫被稱為荷載裂縫，荷載裂縫又被分為直接應力裂縫與次應力裂縫。所謂直接應力裂縫指的是由外部荷載所帶來的直接應力產生的裂縫。比如在道橋的施工階段，施工方不加限制地堆放各種施工材料與機器，甚至由于不了解道橋的預制結構的結構受力特點而隨意運輸、安裝；而次應力裂縫，指的是由外荷載而引起的次生應力產生的裂縫。具體來說，在設計外荷載作用下，由于理論與實際之間存在一定范圍內的偏差，道橋結構物的實際工作情況和常規(guī)計算存在出入，從而在道橋結構的某些部位上會引起次應力導致結構開裂。

（二）熱脹冷縮引起混凝土裂縫

作為道橋建設的主要材料，混凝土具有熱脹冷縮的特性，一旦其外部環(huán)境或內部溫度發(fā)生溫度上的變化，混凝土就會變形。如果混凝土變形受到限制之時，混凝土結構內部就會產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度之時就會產生溫度裂縫。具體來說，在一些跨徑較大的橋梁中，溫度應力會達到甚至有可能超出其荷載應力。而與其他混凝土裂縫相比，溫度裂縫的最大特點就是會隨著溫度的變化而擴張或者合攏，在這里，造成混凝土溫度發(fā)生變化的主要原因有：年溫差較大、降溫突然、冬季施工措施不當以及蒸汽養(yǎng)護等。

（三）施工工藝質量差造成混凝土裂縫

由于混凝土極易發(fā)生變形，如果這些變形的混凝土達到一定規(guī)模，道路、橋梁產生裂縫的概率就極高。究其變形原因，我們不難發(fā)現(xiàn)這與道橋的施工工藝有著直接聯(lián)系，尤其是在混凝土結構澆筑、構件制作以及運輸?shù)跹b的過程當中，一旦其施工工藝與工程自身、周邊環(huán)境不相適應，施工質量低劣，混凝土就會產生縱向的、橫向的等各式裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)裂縫。

（四）地基變形引起的裂縫

我國幅員遼闊，道路、橋梁建設遍布全國各地，這也就造成不同地區(qū)道橋建設的不同情況。不同地區(qū)的地形地質條件均不相同，道橋建設的地基構造也不盡相同。有些道橋地基的基礎會發(fā)生不均勻沉降，究其原因就在于這幾點：對工程的地形地質勘察精度不夠準確、試驗資料不可靠；地基凍脹問題；道路、橋梁基礎建立在溶洞、滑坡體或活動斷層等不良地質之上。也正是基于此，工程基礎會發(fā)生豎向不均勻沉降以及水平方向的位移，會使混凝土結構中產生附加應力，一旦附加應力超出結構的抗拉能力，就會導致混凝土結構開裂。

三、道橋工程混凝土裂縫修復措施

道橋工程混凝土結構產生裂縫直接影響著道路、橋梁的使用壽命與外觀，更直接關系著行人、行車的安全，所以，修復混凝土裂縫不僅是道橋施工方的義務，更是其責任。針對道橋混凝土裂縫產生的原因，本文探討了修復混凝土裂縫的幾條措施：

（一）控制混凝土原材料

由于混凝土自身構成材料的復雜性，其原材料的性質直接關系到混凝土的收縮問題。一般來說，混凝土是由表及里地產生干燥現(xiàn)象，干燥過程在混凝土結構內部呈水梯狀，即混凝土表面收縮較大，而內部收縮較小，這就造成混凝土收縮的不均勻性。不均勻收縮能夠導致表面混凝土承受的是拉力，而內部混凝土承受的是壓力，裂縫便產生于表面拉力超過其抗拉強度之時。另一方面，水泥石的收縮同樣也會因為受到原材料的限制而出現(xiàn)裂縫。

（二）把握切縫時機

所謂切縫的時機就是要做到適時切縫，一般切縫要在水泥混凝土即將發(fā)生硬化收縮之前進行。那些有經驗的施工人員能夠靈活地掌握切縫時間并充分加以利用，舉例來說，當遇到混凝土內外部溫差較大時要提前進行切縫，提前切縫便意味著一切準備工作也要提前做好，要提前在切縫上按板塊的長度打好線，與此同時，提前切縫要注意與拉毛向平行，并且要保證切縫深度夠深。引人注意的是，要學會依據(jù)混凝土的強度來確定切縫的具體時間。

（三）加強混凝土結構養(yǎng)生

對于道橋混凝土結構來說，及時養(yǎng)生是十分關鍵的，因為養(yǎng)生的及時行不但有利于強度的形成，在一定程度上更能夠防止斷板的發(fā)生。眾所周知，混凝土內部要想發(fā)生水化反應就必須具備一定的水分，并且能夠釋放出大量的熱，當其他水分迅速蒸發(fā)的時候，釋放出來的熱量卻不能喪失。一旦水分蒸發(fā)，熱量散失，如不及時養(yǎng)生則會使混凝土內外溫差降低，進而出現(xiàn)斷板。為了避免斷板的出現(xiàn)，進行及時養(yǎng)護之時要采用濕麻袋遮蓋，灑水養(yǎng)護；除此之外，還要注意遮蓋濕麻袋不能遺漏任何角落，并且灑水要均勻，混凝土結構的養(yǎng)生期應該控制在兩周及兩周以上。為了保證養(yǎng)護的順利及時進行，道橋施工方要積極采用新型的養(yǎng)護劑進行橋面、路面的養(yǎng)護，此時要十分注意噴灑的均勻性，設置好噴灑的時間。

結語

道路、橋梁是不同地區(qū)進行經濟交流與溝通的紐帶，更是推動我國經濟發(fā)展的重要工具。雖然我國道橋建設取得了很大成績，但是，道橋工程的安全性必須引起重視。尤其是道橋工程混凝土裂縫的經常出現(xiàn)嚴重威脅著行人、行車的安全，對道橋混凝土裂縫的研究與探討不僅是施工方進行工程建設的職責所在，也是工程技術人員必須攻克的技術難關。