桥梁工程大体积混凝土裂缝原因分析

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1造成大体积混凝土裂缝的成因

1.1荷载因素

一般情况下，桥梁工程的大体积混凝土在动荷载、次应力以及常规静荷载作用下产生的裂缝，通常将其称之为荷载裂缝，目前最常见的荷载裂缝主要包括直应力裂缝以及次应力裂缝，因为直应力产生的裂缝主要原因包括：（1）在大体积混凝土结构进行计算过程中，经常会发生预期结构受力情况与实际受力情况不同，计算荷载出现问题；计算配筋与内力错误，没有形成安全的结构系数；进行结构设计没有考虑其实用性，截面不规范；设计钢筋数量不合理，钢筋布设不合理，钢筋结构刚度不合理。（2）进行混凝土施工过程中，没有对材料、施工机具进行合理的堆放；相关施工人员不清楚预制结构的受力方式，不合理的对其进行起吊、安装、翻身以及安装等操作；没有严格的管理制度，随意更改结构施工流程以及其受力方式；不预先对结构的疲劳强度进行校核。（3）在大体积混凝土使用时，如果遇到地震、风雪、车辆撞击以及超荷载重型货车过桥等情况，都会或多会少的成为桥梁裂缝的诱因。

1.2温度因素

由于混凝土的热胀冷缩性质，所以当其结构内部以及外部环境温度发生较大差异时，混凝土会产生变形作用，从而在混凝土结构内部生成应力，一旦其应力高于混凝土的抗拉强度，则会造成混凝土裂缝现象发生，温度因素造成的混凝土裂缝走向往往没有一定的规律。一般来说，较深的裂缝与主筋区域平行，而其宽度主要表现为“热细冷宽”。

1.3收缩因素

混凝土收缩是因为其在空气硬结过程中，发生体积减小的现象。如果混凝土在不受外力作用下，一旦受到钢筋、支承构件等外部约束时，便会产生拉应力，从而促使混凝土开裂，因收缩因素造成的混凝土开裂主要包括温度收缩、干燥收缩以及塑性收缩三种，水泥水化固结产生的体积变化，通常是因为日后混凝土内部水蒸气蒸发造成的。

1.4钢筋锈蚀

在一般情况下，大体积混凝土的表层保护不够或者质量较差。大体积混凝土表层往往容易受到二氧化碳的侵蚀，直至钢筋表面，由于钢筋周围含有较高的氯离子，所以将会造成钢筋表面的氧化膜发生破坏，与此同时，钢筋中的铁离子还能够与水分氧气发生锈蚀反应，由于反应的产物氢氧化铁的体积相比而言大了两倍之多，所以对混凝土造成一定的膨胀应力，最终致使混凝土的表层发生剥离开裂，并且顺着钢筋走向发生裂缝现象。

2桥梁工程大体积混凝土的施工控制

2.1控制混凝土的配合比

（1）材料的选择。因为水泥产生的水化热将直接影响到混凝土的温度变化，所以在进行混凝土材料的选择过程中，应该优先选择那些水化热较小的水泥，例如：中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等，并且确保混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量，进行细骨料的选择过程中，由于中砂与细砂相对而言更能够降低水泥的使用量，则应该优先选择中砂，如泵送粗骨料，则优先选用5mm-20mm粒径的连续级配石子，从而降低混凝土收缩变形几率。应用掺合料时，由于粉煤灰能够降低水化热，提高和易性，而且还能降低水泥的使用量，极大的提高混凝土强度，将温升峰值进一步推移，应优先选择粉煤灰。（2）应用外加剂。经过实践表明，应用外加剂的混凝土，可以产生相应的膨胀应力，从而对其收缩应力进行抵消，实现混凝土的抗裂强度进一步提高。

2.2温度控制措施

（1）温度预测。通过对施工场地的实际气候情况以及混凝土配合比及其养护方案，应用计算机对其参数进行分析预测，从而得出混凝土温度的动态走向，结合实践经验，选择优良的混凝土温度控制措施。（2）浇筑方案。通过对混凝土降温梯度以及缓温差梯度的方式，充分计算浇筑前混凝土的浇筑厚度、长度、宽度、流向、次序以及前后浇筑的搭接时间；混凝土振捣时，通常采用插入式振动棒和平板振动器二者结合的方式，对混凝土进行振捣，同时，还分为分层振捣以及分层下料的振捣技术，将每层的厚度均严格的控制在设计范围之内。在此过程中，为了确保上下混凝土之间能够形成一个整体，进行上层混凝土振捣必须在下层混凝土初凝之前完成，与此同时，下层混凝土在插入振捣棒必须具备一定的深度。振捣棒使用时通常用“快插慢拔”的梅花布点，从而保证振捣棒的振捣空间，减低混凝土气泡的发生。（3）温度监测。为了更好的了解混凝土温度情况，应在其内外部均设置温度测点，并且通过数据采集仪器对其温度检测数据进行归纳分析，确保每一个温度值在设计规定的温度值范围内，避免温度裂缝发生。

3采取大体积混凝土结构防裂措施

（1）通过合理的结构形式，减低水泥工程量以及水化热，比如可以根据索桥锚碇的受力特征，将桥梁挖空的非必要的混凝土设计，采用土方压重的方法，从而降低混凝土的结构体积。（2）通过混凝土在基坑中的实际情况，对其掺加微膨胀剂从而产生一定的预压力，这些预压力将能够对混凝土的收缩以及温度因素造成的拉应力进行补偿，从而避免发生大体积混凝土裂缝现象。（3）由于大体积混凝土的施工周期较长，所以应该根据实际情况进行混凝土验收龄期的评定，不必墨守成规的依照正常标准的28d，可以合理的更改为60d或者更多，进行收龄期的评定必须充分注意混凝土的强度，进而减小设计标号，实现混凝土的水泥用量降低以及水化热降低的目的。(4）温度应力往往因为边界的约束力造成，所以应该对边界榆树进行合理的构造设计，如果约束能力较高，比如较厚混凝土垫层以及岩石类地基等，通常采取滑动层设置的方法，极大的降低约束力。（5）重视配筋对混凝土结构的作用，尽量选用小间距、小直径的配筋，并且控制全截面含筋率在0.3％～0.5％范围内，加强大体积混凝土的抗裂性能。

4结语

总而言之，导致桥梁工程的大体积混凝土出现裂缝的原因是多种多样的，如果不能及时采取相应措施对其裂缝问题进行适当的防治，将会造成很严重的事故发生，所以在进行桥梁路面混凝土施工过程中，必须严格按照设计标准进行施工，确保工程质量，为桥梁工程的健康发展保驾护航。

作者：周晓云 单位：江苏金领建设发展有限公司