浅议混凝土桥梁裂缝的质量控制
2011-10-26 来源：中国鸣网
桥梁施工过程中，很容易出现裂缝。由于混凝土裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁直接倒塌的案例不在少数，因此作为工程技术人员必须对裂缝引起足够的重视。
一、裂缝成因分析
广义上讲，裂缝产生有两种原因：一种是由荷载引起的，我们称这种裂缝为结构性裂缝，是承载力不足的结果；另一种为由于变形受约束引起的，此类裂缝称为非机构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降等因素引起的变形。
（一）混凝土的收缩
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。收缩裂缝常见有：在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处顺腹板方向的裂缝；对板类构件多沿短边方向，均匀分布于相邻两根钢筋之间，方向与钢筋平行；对高度较大的钢筋混凝土梁，由于腰部水平钢筋间距过大，在腰部（或腹板）产生竖向收缩裂缝，但多集中在构件中部，中间宽两头细，至梁的上、下缘附近逐渐消失，梁底一般没有裂缝；大体积混凝土在平面部位收缩裂缝较多，侧面也有所见。收缩裂缝对构件承载力影响不大，主要影响影响结构外观和耐久性。
（二）施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。
1.水泥
水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。
2.砂、石骨料
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，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，减低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。
3.拌和水及外加剂
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。
（三）施工及现场养护不当引起的裂缝
1.现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
2.高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。
3.大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。
4.现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
（四）温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。引起温度变化主要因素有：年温差；日照；骤然降温；水化热；蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝；预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。
二、裂缝的施工防治措施
（一）材料的控制
施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料（钢筋、水泥、砂、碎石、水等）都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验．在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。
（二）温度的控制
1.降低混凝土入模温度
降低原材料进入搅拌机的温度就是要降低水温；粗细骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高；夏季混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温；混凝土泵送管道遮阳防晒。控制浇注温度，应调整施工时间，尽量选择低温及夜间施工；考虑到冷量损失在浇注过程中影响较大，因此要加快运输，缩短浇注时间。
2.降低混凝土水化热
选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。掺入一定比例的粉煤灰。掺入高效减水剂。掺加缓凝剂。热天浇注混凝土时减少浇注厚度，利用浇注层面散热。
3.控制混凝土的出机温度
对混凝土出机温度影响大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。气温较高时，为防止阳光直接照射，砂石堆应设遮阳棚，并喷冷水降温。拌合用水可加冰，使水温度控制在5℃，混凝土出机温度应控制在18-20℃为宜。
4.规定合理的拆模时间
混凝土经过养护，强度达到规定要求后，即可拆除模板，拆模应该先拆不承重模板，后拆承重模板为宜。
（三）非结构性裂缝防止措施
防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工。对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；砼中加减水剂减少砼泌水，确保砼保护层厚度、砼施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期砼养护以降低砼中水份蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿治养护。防止温差裂缝的措施有合理安排砼浇注顺序及浇注速度，在砼浇注的过程中消除部分温差。
防止干缩裂缝，混凝土凝土浇注后及早养护。当混凝土初凝时，在混凝土表面浇水养护，水量随混凝土强度增长逐渐加大；混凝土终凝时，表面宜蓄水养护，养护时间约需3天，浇水养护仍需14天。另外，要适时搓毛抹压。抹压应在混凝土初凝后、终凝前进行，第一遍时普遍抹压消除裂纹，第二遍则应重点寻找裂纹，用木抹子在裂纹外拍打，使混凝土愈合裂纹，从而不产生裂缝。掌握抹压的时间十分重要。
（三）混凝土施工过程控制
1.混凝土的拌制
每盘混凝土的拌和时间应控制在2~3min左右，搅拌时间不宜过长也不能过短，过短搅拌不均匀，过长会破坏材料结构；混凝土浇注过程中多做几次坍落度实验，严格控制施工水灰比。
2.混凝土浇注
浇注混凝土时，除少量塑性混凝土可用人工捣实外，宜采用振动器械捣实。如采用附着式振动器，其布置间距，还应根据梁板的形状及振动器械性能等情况并通过试验确定。混凝土浇注应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或重塑时间。如需设置施工缝时，宜留在受剪力和弯矩小且便于施工的部位，并在下次施工时对施工缝进行妥善处理。
3.混凝土养护
当施工气温大超过30℃，梁体水分的蒸发非常快，且梁体侧面不易吸附水分，如果梁体表面的水分被蒸发，梁体表面的混凝土要进行水泥的水化和硬化反应，就会吸取梁体内部的水分，从而加快混凝土的干缩。要使梁体有足够的水分进行水泥的水化和硬化反应，就必须及时对预应力构件进行洒水养生。规范要求洒水养生的间隔时间最小为2h，必要时可减为1.5h一次。
三、结语
虽然混凝土梁板的施工裂缝一直是施工中最常见和难以克服的弊病，但只要在施工中对每个环节和工序严格把关，采取适当的预防措施，很多裂缝是可以克服和控制的。桥梁工程技术人员要进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，制定相应的质量预防措施，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。
