混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因

左景友

摘 要：在經(jīng)濟發(fā)展的同時，橋梁建設(shè)的重要性也愈發(fā)突出，它不僅能夠為我國國民經(jīng)濟建設(shè)提供積極有效的助推力，更能為交通運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展提供基礎(chǔ)保障，而混凝土本身由于具有一定的強度優(yōu)勢，因此在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中以混凝土橋梁居多，但是在實際施工過程中其質(zhì)量卻會受到相應(yīng)因素的影響及限制，一旦控制不當(dāng)，各類質(zhì)量問題將會頻繁發(fā)生，其中造成影響最為惡劣的就是裂縫問題，該類問題的長期存在一方面會對橋梁使用能效帶來不利影響，另一方面就會為工程增加安全隱患。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁裂縫；種類；原因

一、引言

在當(dāng)今社會，人們生活水平有所提高，這就對施工質(zhì)量及硬性標(biāo)準(zhǔn)作出了更加全面的衡量，尤其是橋梁工程中，質(zhì)量控制一直以來都是較為影響施工企業(yè)形象的關(guān)鍵因素，除此之外，還有一個更為重要的控制因素就是安全，社會安定和諧也需要以此為依托，做出全面性保障。在實際施工過程中，裂縫問題的發(fā)生是困擾施工方的主流問題，這不僅會影響橋梁質(zhì)量與安全指標(biāo)的相對提升，更會帶來一定的安全隱患，因此針對裂縫種類進(jìn)行深挖，從其誘因入手將裂縫問題解決也就顯得至關(guān)重要。

二、混凝土橋梁裂縫的種類及產(chǎn)生的原因

1.溫度裂縫

導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因具有一定的多樣化特點，因此其種類也就呈現(xiàn)出了差異性趨勢，而溫度裂縫的發(fā)生頻率普遍較高，因此，這種裂縫類型并不罕見，該類問題的出現(xiàn)主要是因為混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度出現(xiàn)較大差異，這就使得內(nèi)外應(yīng)力難以相抗，當(dāng)冷熱程度不均時，應(yīng)力值就會發(fā)生轉(zhuǎn)變，當(dāng)該值量超出結(jié)構(gòu)最大承受范圍時，混凝土本身的抗拉強度就會被弱化，當(dāng)?shù)钟芰γ黠@不足時，裂縫問題就會出現(xiàn)。溫度裂縫的出現(xiàn)通常是由以下幾個方面引起的：首先，混凝土在澆筑環(huán)節(jié)中，材料會隨著時間的推移出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，在這一過程中會出現(xiàn)相應(yīng)水化現(xiàn)象，這時結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度就會相對提升，一旦外界溫度與內(nèi)部溫度之間存在較大偏差，應(yīng)力強度就會發(fā)生變化，裂縫也會隨之產(chǎn)生。

其次，由于橋梁工程本身存在一定的特殊性，其施工環(huán)境長期處于空曠環(huán)境下，無論是陽關(guān)直射還是溫度過低，都會對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。例如：當(dāng)進(jìn)入夏季，溫度會始終處于居高不下的狀態(tài)中，尤其是當(dāng)正午太陽最足，并且陽光直射時，混凝土承受溫度就會相對上升，這樣處于背影處的結(jié)構(gòu)部件就會與直射部位之間產(chǎn)生溫度差，這此種環(huán)境下，應(yīng)力及拉力強度就會發(fā)生轉(zhuǎn)變，無論是結(jié)構(gòu)本身的約束力還是在相應(yīng)部位上的拉應(yīng)力，都會對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來不良影響，溫度裂縫就是這樣產(chǎn)生的。除此之外，如果氣候變化無常，頻繁出現(xiàn)溫度驟降或者升高的現(xiàn)象，也會造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度差值，裂縫也會隨之出現(xiàn)。

2. 變形裂縫及其產(chǎn)生原因

變形裂縫也是混凝土橋梁裂縫的一種主要類型，出去溫度因素導(dǎo)致的變形外，其他一些條件下也可能會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，當(dāng)變形量超過混凝土強度的承受范圍時就會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生?；炷翗蛄汗こ讨械淖冃瘟芽p主要有以下兩種情況。首先是由地基沉降所導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)變形，地基是橋梁的重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，地基的穩(wěn)定性對于橋梁的建設(shè)質(zhì)量有著較大的影響，造成地基沉降的原因很多，既包括自然因素，也包括人為因素。

如在橋梁地基建設(shè)前沒有做好地質(zhì)勘察，未及時進(jìn)行地基基礎(chǔ)的改良和加固，冬季施工沒有考慮凍土融化后可能產(chǎn)生的體積變化，施工選址未能避開地質(zhì)活動頻繁區(qū)域，施工規(guī)劃不完善導(dǎo)致地質(zhì)基礎(chǔ)被破壞等人為因素都可能會造成地基施工完成后出現(xiàn)沉降，導(dǎo)致橋梁裂縫的產(chǎn)生。其次是收縮變形裂縫，即因各方面因素導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)較快速的收縮變化，所產(chǎn)生的應(yīng)力作用超過混凝土強度承受范圍，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。收縮變形裂縫的主要產(chǎn)生原因包括混凝土因水分蒸發(fā)出現(xiàn)干縮、因泌水現(xiàn)象導(dǎo)致的塑性收縮變形、因水泥的水化物與二氧化碳反應(yīng)所造成的碳化收縮變形等，都會導(dǎo)致橋梁工程中的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

3. 荷載裂縫及其產(chǎn)生原因

荷載裂縫也是混凝土結(jié)構(gòu)橋梁工程較為常見的一種裂縫類型，混凝土橋梁工程大多數(shù)情況下都屬于大規(guī)模的工程，橋梁結(jié)構(gòu)自身就具有著龐大的質(zhì)量，這也是橋梁結(jié)構(gòu)靜荷載的一個主要部分，同時，橋梁工程的使用功能決定著其還必須要受到交通運行所帶來的不同的荷載作用影響，在通常情況下，受到常規(guī)靜、動荷載以及次應(yīng)力等影響，就會產(chǎn)生荷載裂縫，具體分為直接應(yīng)力和次應(yīng)力兩種裂縫，具體出現(xiàn)的原因主要表現(xiàn)一下幾個方面：在設(shè)計過程中，在對整體的結(jié)構(gòu)計算過程中出現(xiàn)不準(zhǔn)確情況，或漏算一些項目，導(dǎo)致設(shè)計的結(jié)構(gòu)受力與實際的受力情況不相吻合等情況。

在施工過程中，施工單位對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的受力特點了解不夠，沒有完全按照施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行施工，施工順序比較混亂，疲勞強度驗算情況不準(zhǔn)確等；在橋梁使用過程中，出現(xiàn)了車輛超載運行的情況，還有受到地震等自然條件的影響。在進(jìn)行設(shè)計整個混凝土橋梁外荷載中，由于實際的是施工狀態(tài)與常規(guī)計算會出現(xiàn)不同程度的出入，導(dǎo)致混凝土橋梁的一些結(jié)構(gòu)引起次應(yīng)力，從而出現(xiàn)裂縫；在進(jìn)行道路橋梁施工過程中，經(jīng)常進(jìn)行鑿槽和開洞的施工，同時在實際過程中很難進(jìn)行精確的模擬計算，因此，在受力構(gòu)件挖孔完成后，出現(xiàn)了力流繞射的情況，在空洞的周圍產(chǎn)生比較大的應(yīng)力；在連續(xù)梁中，經(jīng)常要截斷鋼束，在錨固的斷面周圍出現(xiàn)裂縫。

4. 質(zhì)量裂縫及其產(chǎn)生原因

質(zhì)量裂縫是對各類因材料質(zhì)量所導(dǎo)致的裂縫的統(tǒng)稱，此類裂縫的產(chǎn)生原因主要與施工材料的選用有關(guān)，施工材料作為建筑工程施工的基礎(chǔ)，對于工程整體質(zhì)量的影響是十分嚴(yán)重，劣質(zhì)材料或性能與工程需求不符的材料一旦被應(yīng)用到混凝土橋梁工程中，就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。首先，混凝土橋梁施工中最主要材料就是混凝土，混凝土的配置需要用到水泥、砂石、骨料、外加劑等材料，其中如水泥安定性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)、砂石的粒徑級配不能夠滿足工程施工的實際需求、骨料粒徑性質(zhì)不達(dá)標(biāo)或摻有雜質(zhì)、外加劑選用不當(dāng)?shù)榷伎赡軙?dǎo)致最終配制出的混凝土質(zhì)量不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，而部分工程可能會選用成品混凝土，如果混凝土中雜質(zhì)超標(biāo)，在應(yīng)用到工程施工中后，很容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，同時，混凝土雜質(zhì)超標(biāo)還可能加劇碳化現(xiàn)象，當(dāng)碳化蔓延至鋼筋結(jié)構(gòu)表面時，可能會導(dǎo)致鋼筋的銹蝕，并發(fā)生膨脹，進(jìn)而沿銹蝕位置出現(xiàn)裂縫。

其次，鋼筋材料也是混凝土橋梁施工中的主要材料，可能導(dǎo)致橋梁裂縫產(chǎn)生的鋼筋材料質(zhì)量問題主要分為兩種，其一是鋼筋材料自身的強度和承載力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋材料作為混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部骨架，如鋼筋材料強度不足，就可能會導(dǎo)致在混凝土結(jié)構(gòu)受到外力作用或自身發(fā)生形變時，不能夠?qū)ζ浣o予足夠的支撐，致使結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性下降，加大裂縫出現(xiàn)的幾率，其二是鋼筋材料防腐防銹處理不到位，這就會導(dǎo)致在橋梁的長期使用中，鋼筋材料更容易受到氧化銹蝕的影響，不僅會因銹蝕膨脹導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生，還將造成鋼筋與混凝土的裹握力下降，影響混凝土結(jié)構(gòu)的整體強度與穩(wěn)定性，更易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，威脅橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全與使用壽命。

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