现浇钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析

现浇钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析

曹世杰

中建八局第三建设有限公司 江苏 南京 210000

摘要：在道路桥梁工程规模扩大背景下，现浇钢筋混凝土广泛用于桥梁施工中，涉及墩柱、承台等多个结构，裂缝是现浇钢筋混凝土的常见质量问题，需做好裂缝控制工作，保障施工质量。文章从现浇钢筋混凝土特点入手，分析其常见裂缝，总结裂缝成因，结合工程实践，探究桥梁现浇钢筋混凝土裂缝控制措施要点，为施工单位的施工提供帮助。

关键词：桥梁工程；裂缝；成因

引言

钢筋混凝土桥梁的建设和使用过程都会受到人为或自然因素的影响，加之桥梁建材本身也存在随时间推移产生老化、变形的现象，使得桥梁结构会受到不同程度的损伤。通常，这些损伤的最主要形式是出现裂缝，一旦出现裂缝，钢筋混凝土桥梁将面临坍塌的危险，严重危害群众的人身财产安全。因此，在桥梁施工过程中，必须从地质勘察、结构设计阶段进行安全防范，保证桥梁建设工程的整体质量。

1现浇钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝成因

1.1水泥水化热

在现浇钢筋混凝土施工中，水泥为主要原料之一，使用量大。水泥在水化过程中，产生一定热量，由于现浇钢筋混凝土截面尺寸大，产生的水化热难以在短时间内扩散，使热量聚集于现浇钢筋混凝土内部，提高现浇钢筋混凝土内部温度。相关数据调查显示，1 g普通硅酸盐水泥水化产生的热量约500 J，在现浇钢筋混凝土施工中，水泥在前1~3 d内，产生的水化热最多；在3~5 d时，可使现浇钢筋混凝土内部温度达20℃~30℃。在现浇钢筋混凝土升温过程中，混凝土并未完全硬化，弹性模量数值偏低，产生的拉应力较小，混凝土表面出现裂缝；在混凝土龄期增长后，硬化程度增加，弹性模量增加，产生的拉应力变大，在拉应力超过现浇钢筋混凝土的抗拉强度时，即出现温度裂缝，严重时裂缝可贯穿整个混凝土结构。

1.2日照温差

混凝土的热传导性能较差，短时间内的升降温使得混凝土表面和内部之间产生温差，由此产生温度变形。当这种变形受到内外约束阻碍时产生温差应力。这种由温差产生的拉应力并不能忽略，有可能比荷载产生的应力还要大，导致有的现浇钢筋混凝土结构产生裂缝，给结构的安全运营带来危害。

1.3外力作用导致桥梁开裂

桥梁因直接受外力作用而产生的裂缝称为结构性断裂裂缝。在设计阶段，若设计人员对钢筋混凝土桥梁的承载力计算有误，实际桥梁承载力过低，桥梁长期超负荷承重，最终会导致桥梁出现裂缝甚至坍塌；在施工阶段，如不按图纸和方案开展施工，随意改变施工顺序，或工艺上存在较大的缺陷，都会造成桥梁出现结构性的断裂，如不进行加固，裂缝将会长久存在，并越来越大，最终会导致桥梁结构因无法承重而坍塌；在使用阶段，大型卡车导致的超负荷承重、交通事故、地震、海浪冲蚀等自然因素也会导致混凝土产生裂缝。

2现浇钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝防治措施

2.1密封固化

（1）取拌和好的封口胶，对注入座间的裂缝刮抹密封，宽度控制在5.0cm左右，厚度以2.0mm为宜。封口胶可以沿着与裂缝垂直的方向刮抹，要使胶填入裂缝内一定深度，并沿裂缝的走向均匀抹胶，对于裂缝两侧存在细微龟裂的部位，抹胶的宽度以8～10cm左右为宜，抹好后，对胶的边缘按压，防止卷边现象的发生。混凝土剥落的部位必须填充并对裂缝的末端封闭，控制好封口胶的用量，以每延米裂缝200g左右为宜。（2）当裂缝密封后，可使封口胶自行固化，这一过程中要避免与水体发生直接接触，以免影响封口胶的固化效果。根据环境温度确定养生时间，5℃时养生24h，15℃时养生12h即可。达到养生时间后，用手触摸封口胶完全固化，便可开展后续工作。

2.2科学配制混凝土

在满足成本预算的前提下，要尽可能地提高混凝土的强度等级，提升其耐久性、抗拉伸性。混凝土配制参数主要有：水灰比、用水量以及砂石比。要选用低水化反应的水泥，以控制用水量；改善骨料级配，尽可能降低混凝土骨料的含泥量；提高粗骨料的比例，降低水灰比。对于水泥中的化学添加剂，应参考水泥厂商提供的水泥参数，选择合适的化学试剂；为抵消混凝土内部收缩产生的拉应力，应注入一些硫酸铝，填充其内部裂缝，减小混凝土表面受到的张力；为了减少水化反应放热，可添加少量矿渣、减水剂，改善混凝土粘性，提升混凝土的凝固效果。

2.3做好现场温度控制

考虑到内外温差对现浇钢筋混凝土裂缝的影响，施工单位应做好施工现场温度控制工作，将现浇钢筋混凝土内外部温差控制在一定范围内，避免温度裂缝的出现。以某桥梁工程为例，施工单位在施工前根据桥梁工程参数要求，明确现浇钢筋混凝土内外部温差应控制在20℃内，采取如下措施进行现场温度控制：第一，内部降温。在现浇钢筋混凝土浇筑施工前，施工单位预埋冷却水管，选用φ48的铁管，共铺设12层，每层冷却水管的距离为1.2 m。在混凝土浇筑24 h后，即水泥产生水化热提高现浇钢筋混凝土内部温度后，向冷却水管内通入冷水，以此降低现浇钢筋混凝土内部温度。为确保内外部温差＜20℃，于冷却水管的出水口设置传感器，检测出水的水温和压力，要求出水水温＜40℃。第二，保温保湿养护。为避免现浇钢筋混凝土出现温度裂缝，施工单位在现浇钢筋混凝土表层出现降温后，立即实施保温保湿养护。由于该桥梁工程中现浇钢筋混凝土为墩身结构，施工单位在结构顶层覆盖4层结构，按照从顶层向外的顺序，分别为塑料膜、麻袋、塑料膜、麻袋。贴近顶层的塑料膜用于保湿，中间层的塑料膜用于隔离低温雨水，避免降雨影响现浇钢筋混凝土硬化。同时，施工单位使用塑料薄膜覆盖在模板外侧，避免混凝土表层热量扩散在空气中，提高混凝土表面温度，降低内外温差；在混凝土强度差超过0.5MPa后，在墩身顶面结构外侧砌筑一圈砖块，预留小孔，控制排放的冷却水流到现浇钢筋混凝土侧面，提高表面温度。上述养护操作持续14 d，有效避免现浇钢筋混凝土出现早中期温度裂缝。

2.4防腐处理

路桥投入使用一年后，多会出现不同程度的路面开裂。导致此问题的原因复杂且众多，常见原因有：超载车辆的碾压，受恶劣天气的影响等。最先出现问题的是沥青面，当路桥受到长时间的腐蚀、碾压后，仅表层出现细小孔洞和裂缝，待雨雪混合了腐蚀性杂物渗入裂缝后，导致路面出现积水现象，使路桥面的防水层结构受到破坏。如果此时进行裂缝处理，可以选用树脂类材料对其进行修复，在路面的小孔和细小裂缝位置进行涂刷，避免老化的沥青路面深度开裂。修复的小孔和细小裂缝会形成有力网面，有效提升了沥青路面的抗碾压、抗腐蚀性能，起到修补路桥面的作用。其次，在道路桥梁中存在的一些荷载裂缝，虽然裂缝较为细小，但是在众多的裂缝影响下，会造成结构强度、耐久性降低，此种裂缝对道路桥梁的整体结构有着较大的危害性。因此，在进行施工管理的过程中，应高度重视此类荷载裂缝，灵活应用锚固补充加固、预应力加固等方法来对裂缝做出修复，要求修复完成后不会对道路桥梁的外观以及整体结构产生不良影响。

结语：

综上所述，引发桥梁现浇钢筋混凝土裂缝的原因在于水泥水化热、内外温差、约束条件及混凝土收缩变形。通过本文的分析，施工单位应加强混凝土原料管理，做好现场温度控制，优化混凝土施工工艺，加强混凝土施工管理，有效控制各项引发裂缝的因素，提高现浇钢筋混凝土施工质量，进而提高整个桥梁工程的质量。

参考文献

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