浅谈市政桥梁施工混凝土裂缝成因及其防治措施

防治措施

摘要：随着我国经济的快速发展，桥梁工程建设加快推进，老龄状态的桥梁长期使用后缺乏及时维修养护，导致产生各种病害，造成桥梁垮塌安全事故。市政设施是城市的命脉工程，桥梁设施能有效分担城市交通压力，是市政设施的重要部分。目前我国市政桥梁设施建设存在许多问题，导致桥梁结构普遍出现裂缝病害，严重影响桥梁工程质量与使用寿命。研究加强桥梁混凝土裂缝分析处理对保证工程质量安全，促进市政工程建设发展具有重要意义。研究总结市政桥梁混凝土裂缝类型，分析桥梁混凝土裂缝主要原因，提出市政桥梁混凝土裂缝的加固处理措施。

关键词：市政桥梁工程 ；混凝土裂缝 ；原因 引言

经济快速发展使国家投资大量资金兴建工程，桥梁是保证交通畅通的关键控制部位，随着投入开放通车后，桥梁结构设计寿命降低，重视维修加固补强方式延长结构物使用年限。目前大多数城市使用桥梁为早期建设，受到早期建设桥梁施工水平等影响，超负荷交通运输压力为老旧桥梁造成结构性病害，采取有效维护措施可以保证工程质量安全。我国兴建混凝土构件时间较短，统计局调查表明，大多数混凝土桥梁使用30年后需要进行维修加固，许多建造物建成后出现裂缝等病害，目前早期建设构造物大多进入老龄阶段，加强对市政桥梁混凝土裂缝处理加固研究具有重要意义。

1.市政工程桥梁结构裂缝处理的意义

随着国民经济的发展，桥梁长期在自然环境作用下，某些部位出现裂缝，混凝土桥梁裂缝是威胁人们生命安全的重要病害。我国已建混凝土桥梁结构普遍存在裂缝病害，公路桥梁由于裂缝产生病害桥梁数量庞大，进行桥梁加固是科学的

解决法。桥梁建设重点转移到旧桥加固方面，分析市政桥梁工程结构裂缝原因，采取有效措施修补加固具有很好的社会经济效益。我国在役简支梁大多建造于20世纪，桥梁建设运营后出现各种问题，严重影响车辆安全运营。我国通车公路路网中98% 的为永久性桥梁，大部分位于技术标准低的县乡公路。分析市政工程桥梁结构裂缝问题，对早期病害桥梁采取加固处理措施是保障道路安全畅通的重要举措。钢混结构是目前我国应用最广泛的桥梁结构，结构在长期自然环境作用下功能逐步衰退，钢混结构耐久性问题日益突出。大量公路桥梁在使用中出现许多缺陷，使得桥梁未达到预定使用年限失效，造成缺陷主要原因是桥梁结构耐久性不足。混凝土裂缝是道路工程桥梁建设常发病，桥梁结构裂缝原因复杂，随着外界因素变化，老桥梁裂缝迅速发展恶化。钢筋混凝土结构桥梁结构在长期的自然环境作用下，其功能逐步衰减。大量市政桥梁在使用中出现许多缺陷问题，混凝土结构裂缝是常见的突出问题。结构裂缝通过加强技术管理，可有效减少控制裂缝的产生。混凝土结构裂缝在公路桥梁中普遍存在，在外界潮湿空气作用下引发钢筋锈蚀，多数结构破坏从结构裂缝开始，是由于裂缝危害性未得到足够重视。公路桥梁裂缝造成交通堵塞不利社会影响，采取有效防控措施加强对市政钢混桥梁裂缝加固，对确保桥梁安全具有重要意义。

2.市政桥梁混凝土裂缝分析 2.1 市政桥梁混凝土裂缝类型

混凝土桥梁在荷载下产生裂缝为荷载裂缝。受剪裂缝中，箍筋适当时发生剪切破坏。混凝土抗拉强度不足即出现温度裂缝。混凝土表面收缩变形受内部约束，产生较大拉应力易出现收缩裂缝。因混凝质量较差，锈蚀物氧化铁体积增大。混凝土浇注施工工艺不当，易产生水平表面裂缝。混凝土振捣不密实，搅拌时间过长，施工前对支架压实不足，会导致出现裂缝。

2.2 市政桥梁工程混凝土裂缝原因

市政桥梁混凝土裂缝产生原因复杂，需分析了解病害发生机理，为桥梁病害治理提供技术前提。混凝土裂缝主要原因可分为荷载与非荷载因素。直接应力裂缝是外荷载引起应力产生裂缝，由于结构安全系数不够等导致结构实际受力与理

论计算不符。钢筋设置不当等是导致混凝土开裂重要因素。随意更改结构工序等会引起结构受力开裂。使用阶段发生风雪地震等是导致混凝土开裂的原因。二次应力裂缝主要原因是由于结构物实践工作状态同常规计算有差异，通常根据经验设置受力钢筋，截面刚度变化是导致应力集中的重要原因。大体积混凝土基础浇筑坚硬岩石时，混凝土内部出现拉应力产生约束裂缝，将破坏结构整体性。基础部分浇筑必须严格控制温度，引起温度变化原因包括年温差、水热化等。

3.市政桥梁混凝土裂缝耐久性研究

随着我国经济的快速发展，桥梁建设工程不断增多。桥梁是保证交通通畅的重要基础设施，由于受理化因素作用，长期使用后桥梁未及时养护会产生病害，建设运营中对桥梁检评工作保障桥梁安全，对在役桥梁安全性评价是判断结构承载力的前提，是减少恶性事故发生的有效途径。目前很多桥梁出现严重病害，有些桥梁不符合行车标准，影响通车安全性。对在役桥梁耐久性评估成为迫切需要解决的问题。近年来桥梁耐久性差等问题严重影响其正常服务功能的发挥，为后期运营管理工作带来巨大社会经济负担。大量桥梁面临保证使用寿命及使用安全性问题。耐久性指结构设计要求目标使用期内不需花费大量资金处理保持安全功能能力。经过多年发展，我国不少桥梁暴露出病害，出现耐久性严重退化现象，使用寿命提高是桥梁技术进步的标志。混凝土桥梁使用过程中在20世纪6、70年始发现砼结构耐久性问题，此时发达国家砼桥梁进入老化期，混凝土材料使用中出现系列结构耐久性问题，如裂缝发展等。近年来国内外有关砼桥梁病害报道屡见不鲜，70年代后国内外发现预应力砼桥梁发生损伤情况，危及使用者安全。桥梁建设高速发展同时为加固维修付出沉重代价，每年新建桥梁增多后期维护加固负担加重。桥梁结构耐久性病害现象表现为混凝土开裂，桥头跳车等。梁体开裂是影响耐久性的普遍现象，混凝土裂缝开裂部位包括主梁顶开裂、预应力锚头区开裂等，混凝土裂缝是混凝土所受拉应变超过极限出现开裂现象，混凝土中非结构性裂缝原因包括钢筋锈蚀引起裂缝，干缩引起裂缝，构造处理不当造成裂缝等。混凝土裂缝对结构耐久性产生影响是由于空气中有害气体渗入，使钢筋钝化膜破坏锈蚀。

桥梁病害因素涉及设计施工养护等各方面，很多桥梁病害与施工质量有关，桥梁设计有很多不足，许多设计人员忽视从结构体系、结构维护等全过程出现人为错误等方面加强结构安全性。设计方面问题包括设计标准低，结构与构造细节不合理等 ；施工管理因素包括管理制度不完善，施工质量低等。使用因素包括汽车超载运行，自然环境作用等其他因素。桥梁耐久性病害通常是某因素为诱发病害主要起因。砼结构桥梁应用范围最广，耐久性研究包括从材料机理上研究结构老化损伤，研究耐久性设计评估等应用问题。现有研究成果只能解决结构耐久性局部问题，需要对市政桥梁工程混凝土裂缝耐久性问题进行深入研究。

4.市政桥梁工程结构裂缝处理技术措施 4.1 桥梁混凝土结构裂缝加固方法

混凝土桥梁构造物开裂原因可分为受力与非受力裂缝，运行期间桥梁结构开展裂缝由于荷载作用形成。修补裂缝时应根据调查判断情况，采用适合的修补方法，应考虑环境条件，选择适当的修补材料及方法。常用的方法包括压力灌浆修补法等。针对因荷载裂缝扩大导致桥梁承载力不足，桥梁局部刚性不足需要对桥梁进行临时加固。加大界面加固法是采用钢混增加原混凝土结构截面积，具有成熟的设计施工经验，缺点是建筑物空间减小。外包钢加固法要求提高承载力的混凝土结构加固，缺点是用于梁加固时需开较多的孔。粘贴钢板加固法是将钢板粘贴在加固钢混结构受拉区，提高结构承载力。

4.2 混凝土桥梁结构裂缝控制措施

防止温度裂缝应采用小直径布筋，防止钢筋产生锈蚀裂缝。水化热高的水泥易产生裂缝，应减少水泥用量。外加剂可降低用水量，控制混凝土出机温度应降低石子温度。高空浇灌易引起开裂，应提高混凝土抗拉强度。要严格控制混凝土用水量，防止下料堆积。掺加适量膨胀剂可起到收缩补偿作用，混凝土浇注面受自然环境影响，需在终凝前进行保湿养护。应合理采取有效的方法进行处理。因地基基础变形引起的裂缝，要适当提高新建基础承载能力，对基底进行技术处理。根据振捣器作用深度确定混凝土摊铺厚度，防止混凝土沉落出现裂缝。混凝土拌

制运输必须满足连续浇筑施工等方面要求。使混凝土浇注块体内外温差满足温控指标要求。

5.市政混凝土桥梁结构裂缝控制设计施工要求 5.1 混凝土桥梁裂缝设计优化

混凝土桥梁裂缝控制是确保结构正常使用的关键措施，可以通过合理设计控制裂缝，箱梁桥裂缝控制要求针对设计施工特点，采取相应技术措施控制。桥梁计算理论发展成为空间理论，综合考虑各种复杂因素。混凝土桥梁需要进行空间受力分析，为科学控制裂缝提供依据。荷载引起裂缝如中心受压裂缝、扭转裂缝等，可通过预测结构内力消除。非荷载作用引起裂缝包括收缩变形等，由于受约束引起应力超过混凝土抗拉强度导致裂缝，应根据施工工艺等采取技术措施，沿海地区混凝土桥梁采用抗渗性强的海工砼浇筑。基础设计要与地基土质构造适应，采用同类型基础，避免沉降不均使上部结构物产生危害性裂缝 ；避免在软基上采用超静定结构。就地浇筑支架刚度影响混凝土浇筑成型变形，刚度设计过大为施工安装等带来困难，由于连续梁混凝土浇筑成型时间长，使浇筑混凝土初凝后受到拉应力出现横向裂缝。浇筑中注意分段施工，降低混凝土产生拉应力。混凝土桥梁受温度影响产生收缩变形，多跨一联连续箱梁控制在3~6跨一联，护栏在一定间距设置伸缩缝。

5.2混凝土桥梁裂缝施工控制

混凝土原材料选择应符合行业标准，收缩裂缝由水泥浆水干燥蒸发产生凝聚力引起。硅酸盐水泥细度不宜超过350m2/kg，游离 CaO 不超过1.5%，535R 水泥用量控制在360kg/m3内。避免使用强度过大的水泥。混凝土灰砂比对塑性收缩开裂性能产生影响，增加砂浆的含量有利于减少塑性阶段水泥水化消耗水量。外加剂可改善砂浆抗塑性收缩开裂性能，配置混凝土矿物掺合料可分为粉煤灰，石灰石粉等材料。可掺入一定比例的矿物掺合料，减少泌水离析现象。混凝土桥梁浇筑前应针对施工环境条件，制定施工过程各环节质量控制保证措施，商定质检方法，专人负责记录混凝土运送到工地时间、浇筑时气温、混凝土浇筑高度控制等。出现裂缝需记录部位尺寸等情况。施工单位要合理组织施工方案，混凝土

浇筑按照底板顶板形成梯度，浇筑箱梁混凝土顶板相隔时间保持在60min 内；腹板混凝土由泵车输入，腹板混凝土应两边对称浇筑，用木尺根据顶板横坡赶压抹平。

结语

混凝土桥梁裂缝是市政桥梁工程施工中常见的问题，桥梁裂缝成因复杂，目前桥梁结构存在的裂缝问题较为普遍。设计施工中要认识到混凝土裂缝机理，采取相应加固处理技术可以避免裂缝问题。施工中要考虑各方面因素，桥梁出现浅层裂缝要做好维护工作，合理进行桥梁结构设计。考虑事故科学性，严格加强事故管理。必须在施工各环节采取相应的措施防治，改进浇筑混凝土施工工艺，严格控制水灰比，按照规范进行施工。

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