中国建筑第八工程局有限公司西北分公司 西安 710075
摘要：近年来我国在建造和使用过程中因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁质量事故的报道屡见不鲜。在梁桥开工建设前采取一些优良的设计和施工措施，很多裂缝是可以加以克服和控制的。为进一步加强对砼桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝影响桥梁的质量，本文对砼桥梁裂缝的种类和产生的原因作分析总结达到防范于未然的作用。
关键词：砼桥梁；裂缝；原因；作用
一、引言
在对桥梁砼结构中的裂缝进行处理前，应先进行观察、检测、分析，确定裂缝的性质及裂缝产生的原因，然后再采用针对性的措施进行处理。对砼的裂缝进行处理或与此有关的结构维修加固时，应制定相应的技术方案，并遵照方案进行修复或加固施工。砼结构的裂缝在结构进行了维修加固防裂缝封闭以后，应按相应的技术方案进行验收，并在一定时期后进行复验。分析当前桥梁砼结构裂缝产生原因及应对措施是一项重要工作。
二、正文
1.荷载作用下裂缝原因
1.1直接应力产生的裂缝原因
（1）设计结构计算时不计算或部分漏算；模型不合理；结构受力假设与实际不符；荷载少算或漏算；内力与配筋错误；结构安全系数低；设计时不考虑施工可能性；断面不足；钢筋设置偏少或错误；结构刚度不足；构造不当；设计图纸不清等。
（2）施工使用阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。
1.2次应力裂缝产生的原因
（1）在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
（2）桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。处理不当易出现裂缝。
2.引起温度变化裂缝主要因素
2.1外部因素
四季温度变化，导致桥梁的纵向位移，通过伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，当结构的位移受限制时会引起温度裂缝。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
2.2内部因素
大体积砼水化热致使内外温差太大，致使表面出现裂缝。蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，砼骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。预制梁横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接不当，容易烧伤开裂。采用电热张拉法，预应力钢材温度升高，砼构件易开裂。
3.收缩引起的裂缝
砼收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。影响砼收缩裂缝的主要因素如下：
3.1水泥品种、标号及用量
矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥砼收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥砼收缩性较低。水泥标号越低单位用量大磨细度大，则收缩越大时间越长。
3.2骨料品种
骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。骨料粒径大收缩小，含水量大收缩大。
3.3水灰比、外加剂
用水量越大，水灰比越高，砼收缩越大。外掺剂。保水性越好，则收缩越小。
3.4养护方法
良好的养护可加速砼的水化反应，获得较高的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式砼收缩要小。
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3.5外界环境。
大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则砼水分蒸发快，砼收缩越快。
3.6振捣方式及时间。
机械振捣方式比手工捣固方式砼收缩性要小。
4.地基础变形引起的裂缝
基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够、试验资料不准、地基地质差异太大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，地基的冰冻或融化，桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。桥梁建成以后，原地基条件变化造成基础受力不均匀的沉降裂缝。
5.钢筋锈蚀引起的裂缝原因
由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与砼握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。
6.冻胀引起的裂缝原因
温度低于零度和砼吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当砼中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；砼水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使砼早期受冻等，均可能导致砼冻胀裂缝。
7.施工材料质量引起的裂缝
砼主要由水泥、砂、骨料、掺和料、拌和水及外加剂组成。配置砼所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝原因：
7.1骨料种类
水泥安定性不合格，氧化钙含量超标。强度不足，受潮或过期，使其强度不足，从而导致砼开裂。砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响强度，使收缩加大。
7.2外加剂和水
拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制砼，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。
8、施工工艺质量原因引起的裂缝
在砼结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。
8.1砼浇筑施工过程质量控制不严造成的裂缝
（1）砼保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。浇筑过快，流动性较低，在硬化前因砼沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。
（2）砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起砼塌落度过低，使得在砼体积上出现不规则的收缩裂缝。泵送施工时，为保证流动性，加大了水灰比，导致砼凝结硬化时收缩量增加，出现不规则裂缝。分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧砼和施工缝之间出现裂缝。
8.2砼支架模板等措施施工不当造成的裂缝
（1）施工时模板刚度不足，在浇筑砼时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。施工时拆模过早，强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑砼后支架不均匀下沉，导致砼出现裂缝。
（2）装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，均可能产生裂缝。安装顺序不正确导致产生裂缝。
三、结束语
桥梁工程施工及竣工后使用中，裂缝的产生会严重影响桥梁质量，以及桥梁的使用寿命，因此全面分析桥梁砼裂缝产生的原因，采取积极有效的解决方案，意义重大。本文分析了部分裂缝控制产生原因和处理方法，以延长砼桥梁的使用寿命。
参考文献
[1] 熊锟.桥梁混凝土结构裂缝类型.西安：建筑学研究前沿.2017年32期
论文作者:熊锟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/24
标签：裂缝论文; 桥梁论文; 结构论文; 骨料论文; 原因论文; 钢筋论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;