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摘要:混凝土因取材廣泛，價格低廉，抗壓強(qiáng)度高，可澆筑成各種形狀，并且耐火性好，不易風(fēng)化，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為橋梁結(jié)構(gòu)中使用量最廣泛的建筑材料。但是，混凝土最主要的缺點(diǎn)是抗拉能力差，容易開裂?；炷灵_裂可以說是“常發(fā)病”、“多發(fā)病”，經(jīng)常困繞著橋梁工程施工技術(shù)人員。其實，如果采取一定的設(shè)計和施工措施，在施工過程中產(chǎn)生的很多裂縫是可以克服和控制的。

關(guān)鍵詞:混凝土橋梁施工裂縫

一、混凝土橋梁施工裂縫種類、成因在施工中，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫復(fù)雜而繁多，多種因素互相影響，每一條裂縫產(chǎn)生是一種或幾種因素影響?；炷翗蛄菏┕ぶ辛芽p產(chǎn)生主要原因，大致可分為以下幾種:

1.荷載引起的裂縫

(l)在設(shè)計時，計算模型不合理;結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符;荷載少算或漏算;內(nèi)力與配筋計算錯;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。造成結(jié)構(gòu)設(shè)計斷面不足;鋼筋設(shè)置偏少或布置錯;結(jié)構(gòu)剛度不足。在施工中，結(jié)構(gòu)本身存在設(shè)計缺陷，不能抵抗應(yīng)力而開裂。

(2)設(shè)計對施工考慮不全，大體積結(jié)構(gòu)構(gòu)造鋼筋偏少，在澆筑混凝土?xí)r，中途停止?jié)仓炷帘砻骈_裂。施工對結(jié)構(gòu)受力不了解，在施工中，構(gòu)件在連成整體前，是單獨(dú)受力的，施工不合理堆放施工機(jī)具、材料;對混凝土構(gòu)件隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;擅自更改結(jié)構(gòu)施習(xí)頃序，改變結(jié)構(gòu)受力模式，造結(jié)構(gòu)混凝土開裂。

(3)由于施工和構(gòu)造的需要，橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，設(shè)計時難以用準(zhǔn)確的模型進(jìn)行計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。因此，如處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角或構(gòu)件形狀突變處，受力鋼筋截斷處易出現(xiàn)裂縫。

(4)由于施工的不準(zhǔn)確，構(gòu)件尺寸或位置有偏差，使構(gòu)件理論計算無拉應(yīng)力的截面產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂。

2.施工工藝質(zhì)量引起的裂縫在橋梁施l:.I，，混凝土構(gòu)件在制作、運(yùn)輸、堆放、吊裝過程‘卜，由于施上L藝不合理，施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生各利I裂縫，常見的有:

(l)綁扎鋼筋不夠準(zhǔn)確，或亂踩已綁扎好的上層鋼筋，使承受負(fù)矩的受力鋼筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減少，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

(2)棍凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致應(yīng)力集中，混凝土劈裂。

(3)混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

(4)混凝土攪拌、運(yùn)輸時間過長，使水份蒸發(fā)過多，使混凝土坍落度過低，使得在混凝土表面上出不規(guī)則的收縮裂縫。

(5)混凝土初期養(yǎng)護(hù)不好，表面干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

(6)為了增加混凝土的流動性，增加水和水泥的用量，或因其它原因加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加，混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。

(7)混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好或后澆混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

(8)施工時模板剛度不足，在澆混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。

(9)施工時拆模過早，混凝土強(qiáng)度不足，使得棍凝土在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

(10)施工前對支架壓實不足或支架剛度不夠，支架下沉導(dǎo)致混凝土開裂。

(11)施工質(zhì)量控制差，任意套用棍凝土配合比，材料計量不準(zhǔn)，造成混凝土強(qiáng)度和其它性能下降，導(dǎo)致混凝土開裂。

(12)橋梁上部構(gòu)造吊裝時，上一跨橫向連接未施工完時，盲目進(jìn)入下一跨吊裝，構(gòu)件受力不好，造成混凝土構(gòu)件開裂。

3.施工材料質(zhì)量引起的裂縫

(1)水泥出廠強(qiáng)度不足，安定性不合格，水泥受潮或過期，施工時使混凝土強(qiáng)度不足，導(dǎo)致混凝土開裂。

(2)砂石粒徑太小，級配不良，空隙率大，將導(dǎo)致拌合水和水泥用量加大，使混凝土收縮加大;砂石中含泥量高，將造成水泥和水用量加大，將降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性，導(dǎo)致混凝土開裂。砂石中含有硫化物會與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹導(dǎo)致混凝土開裂。

4.收縮引起的裂縫

在施工中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮的炭化收縮。

(l)塑性收縮。棍凝土澆筑后4一5小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時滑料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮產(chǎn)生量級很大，可達(dá)1%左右。在骨料下沉過程若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉實不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。

(2)縮水收縮(干縮)?；炷两Y(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生收縮裂縫?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件(超過3%)，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。

(3)自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界濕度無關(guān)，且可以是正的(即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土)，也可以是負(fù)的(即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土)。

(4)炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。

5.地基礎(chǔ)變形引起的裂縫

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有:

(1)地基地質(zhì)差異太大，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。

(2)結(jié)構(gòu)荷載差異太大。在地質(zhì)情況比較一致條件下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降。

(3)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大，也可能引起地基不均勻沉降。

(4)地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹;一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。

(5)橋梁基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)時，可能造成不均勻沉降。

(6)拱橋等產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)物，對地質(zhì)情況掌握不夠、設(shè)計不合理和施工時破壞了原有地質(zhì)條件是產(chǎn)生水平位移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

6.溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化主要因素有:

(1)日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。

(2)驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。

(3)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。

7.凍脹引起的裂縫氣溫低于零度時，吸水飽和混凝土出現(xiàn)冰凍，游漓的水轉(zhuǎn)化成冰，體積膨脹9%，混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)縫，是可以預(yù)防的?；炷脸跄龝r最為嚴(yán)重。

二、裂縫的預(yù)防和控制

1.荷載、施工工藝質(zhì)量引起的裂防和控制的。這要求，設(shè)計充分考慮施工工藝，采用的計算模型合理，受力分析準(zhǔn)確，構(gòu)件斷面尺寸設(shè)計合理，構(gòu)件配筋合理;施工人員對橋梁構(gòu)件在每個施工段的受力狀況了解，施工時，認(rèn)真作好施工組織設(shè)計，嚴(yán)格按照規(guī)范施工，合理堆放材料，嚴(yán)格控制施工工藝，避免使構(gòu)件產(chǎn)生負(fù)彎矩，產(chǎn)生應(yīng)力集中。

2.施工材料質(zhì)量、收縮引起的裂縫，是可以控制其最小限度的發(fā)生，施工時嚴(yán)格按規(guī)范選用材料，堅決杜絕不合格的材料，優(yōu)化混凝土配合比，合理選用水泥品種。

3.地基變形引起的裂縫是可以避免的，主要做到橋位選址合理，加大勘察力度，做到地質(zhì)資料準(zhǔn)確，設(shè)計橋型合理。

4.溫度變化、凍脹對混凝土的影響是不可避免的，但是施工要控制其影響量，避免混凝土開裂。主要是，合理組織施工，合理按排工期，盡量避免在夏季和冬季施工，對剛澆筑的混凝土采用合理的養(yǎng)護(hù)手段。

5.設(shè)橋梁伸縮縫，設(shè)溫度變化、凍脹縫。

一座橋梁在施工中，由于設(shè)計的疏漏，施工的不合理、低劣，均可能使橋梁混凝土在施工中出現(xiàn)裂縫，影響橋梁正常的使用。因此，在橋梁施工時，要嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、施工，是保證橋梁結(jié)構(gòu)安全、耐用的前提和基礎(chǔ)。