桥梁建设论文：论桥梁工程中混凝土开裂的管控措施

在施工过程中，引起热胀冷缩的主要原因有：（1）体积较大的混凝土块在硬化时，水化热产生的裂缝，体积较大的混凝块一般是指高度超过2m时，混凝土中的水泥和水发生反应，这种凝结过程会放出大量的热，即水化热，会使混凝土内部产生大量的热，而环境温度相对较低，混凝土内部应力以及约束力超过混凝土的拉伸力时，混凝土就会变形产生裂缝。在实际施工过程中，必须采取一定的措施避免出现这种不良现象，根据当时的施工状况，适当每隔一段距离设一伸缩缝，或者分层去施工。在材料的选择过程，尽量选择水化热较小的水泥，在施工过程中，适量加入掺合料，或者在混凝土中埋设冷水管道等。（2）一般浇筑混凝后需要良好的养护，但是如果养护不当会使混凝土出现裂缝。在施工期间，如果采取了不恰当的措施，引起混凝土内部和外部的温度差，也很容易出现裂缝。（3）在安装某些钢筋或钢板预制构件时，对构件进行焊接，焊接时温度很高，就会导致金属构件周围的混凝土被灼烧开裂。在金属构件的焊接过程中，温度一般可高达350摄氏度，所以经常会出现这种现象。
混凝土收缩产生裂缝的原因
在桥梁工程中，收缩缝是一个常见的专业词汇，那也就是说明因为混凝土的收缩而产生裂缝是很常见的现象。一般引起混凝土变形产生裂缝主要有两种原因：缩水性收缩和塑性收缩。缩水性收缩也称为干性收缩。缩水性收缩是指混凝土在凝固的过程中，首先是表面的水分渐渐蒸发、凝固，表面体积变小的过程。混凝土中水分的蒸发速度很快，所以表面水分很快风干，而混凝土内部还含有大量的水分，所以表面和内部收缩速度不一致，导致表面会受到内部传来的应力，这样混凝土表面承载一定的伸力，当伸力超过混凝土所能承受的抗拉力时，就会在混凝土表面产生裂缝。混凝土在硬化过程中都会产生缩水性收缩现象。特别是在钢筋混凝土中。这种现象比较明显。当混凝土硬化收缩时，钢筋不会因为混凝土的收缩而收缩，所以很容易在混凝土的表面出现不规则的裂缝。缩水性收缩的特点是出现的裂缝多而且细，绝大部分出现在混凝土的表面，而且没有规律。塑性收缩。塑性收缩是指在混凝土浇筑大概四小时到五小时的时间内，混凝土内的化学反应最激烈的时候，水泥逐渐与水发生强烈的化学反应，分子链正在不断完成，此时混凝土会出现大量水分以及大量的水分蒸发，混凝土凝固收缩，混凝土中的掺合物在不断下沉，此时混凝土并没有完全硬化，就会出现裂缝现象。塑性收缩产生的裂缝比缩水性收缩严重，一般能达到百分之一。一般在掺合物下沉过程中，若有钢筋的阻碍，就会沿着钢筋的方向形成裂缝。在混凝土与钢筋或金属构件接触的横截面处，也会产生沿某一构件的平面方向形成裂缝。为尽量较少这种塑性收缩现象，应该在施工过程中注意水泥和水的比例，搅拌时间不要过长，振捣尽量密实，在钢筋构件与混凝土接触的横截面处采用分层浇筑的形式。建筑基础不稳定产生的裂缝若在桥梁的基础的建设过程中出现土方没有夯实，产生下沉或者发生水平方向的移动，你都会使混凝土收到一定的附加应力，当应力超过混凝土本身的抗拉伸程度时，便会产生裂缝。一般桥梁基础不稳定可能是由以下几种原因导致的：在桥梁建设之前，没有对地形进行认真地勘测，或者没有针对资料进行严谨的分析；基础土方土质不均匀；基础上方荷载存在差异；桥梁不同位置采用不同形式的基础，荷载不同，就会产生不同程度的下沉；基础下方土层的冻胀；地质条件的差异也会造成下沉。被腐蚀的钢筋产生的裂缝现代桥梁建设过程中为了增加桥梁的耐性、使用年限，一般会采用钢筋混凝土结构，但是若钢筋处于潮湿、阴暗、水汽重的环境中，或者是混凝土的结构不够密实，那么混凝土中的钢筋构件会产生氧化作用，在钢筋构件表面生锈，生锈后的钢筋体积会比原来的构件体积大，这时会对包围在钢筋周围的混凝土产生一个挤压作用，当这种作用力大于混凝土本身的抗拉力时，混凝土就会产生裂缝，一般裂缝的方向与钢筋的方向一致，这种裂缝叫做“顺筋裂缝”。若产生这种裂缝很容易推测出原因。若发生这种裂缝，就会使钢筋接触空气，钢筋会进一步快速氧化，最终严重的后果是混凝土成片掉落。钢筋被腐蚀后，与混凝土的接触会松动，荷载大大减小，随着钢筋逐步腐蚀，最终会导致桥梁结构的破坏。若要防止这种顺筋裂缝现象，需要在施工过程中注意水泥与水的比例，将砼混凝土捣实，防止水汽、氧气的侵入，在沿海地区特别要注重含氯盐外加剂的使用剂量。混凝土材料质量问题产生的裂缝在混凝土进行配比时，不但要注重比例，而且还要严格控制材料的质量，质量差得材料收缩性差，配成混凝土后密实性差，很容易产生空隙、吸湿，进而引起混凝土裂缝。
桥梁建设中对裂缝的控制措施
1．设计环节中的控制措施桥梁中好的设计，可以大大减小裂缝出现的可能性。在设计过程中，要尽量减少断面突变，如果在某一节点处必须设置突变，则尽量将断面用混凝土密封或者用混凝土设计成渐变的形式。在配有钢筋的混凝土设计中，要将钢筋尽量裹住。构造配筋是一种很好的解决混凝土收缩裂缝的好方法，可以增加混凝土的抗拉强度。在桥梁设计中，要严格按照设计规范设计裂缝的大小，根据情况采取不同的措施，在靠近空气的外层混凝土要做好防腐工作。2．施工环节中的控制措施（1）绑扎钢筋在桥梁建设过程中，绑扎钢筋不但是一个需要体力的工作，也是一个需要认真按照图纸规范实施的工作。在绑扎钢筋之前，必须将钢筋做彻底的除锈，以保证结构的使用年限。在进行施工以前，一定要检查钢筋的型号、配比、量、尺寸等，严格按照设计图纸进行安装、绑扎，并做好接头实验。钢筋的间距对桥梁的使用强度影响很大，特别是对混凝土的荷载有很大影响。在潮湿、水汽很大的环境中，钢筋层之间应该留很大的空间，保证混凝土块层足够大、足够的厚度，才能使混凝土达到一定的强度。（2）正确安装和拆除模板在混凝土浇筑过程中，模板是必要的手段之一。不同的工程，应该做不同的模板及支架，认真检查其稳定性及荷载，不能所有工程都照搬同一模式。脚手架必须稳定、牢靠，在施工过程中，要提前对脚手架进行检查、预压，避免脚手架发生非弹性形变。在模板的安装过程中，必须保证不透水、不渗浆、连接紧密，这样混凝土才能不流动，尽快硬化。拆除模板及脚手架时，必须按照严格的技术流程，在混凝土凝固、硬化之前不能拆除。（3）正确浇筑混凝土浇筑混凝土是一个关键的步骤，混凝土浇筑前，要对模板、脚手架进行细致的检查，绑扎钢筋、预埋件位置及结构完全无误后，便可以开始浇筑。混凝土浇筑也有其要求规范，浇筑过程中必须严格遵守。同时要避免模板、钢筋、预埋件等错位。体积很大的混凝土还要注意分层，分别捣实，每一层保证散热通畅，防止混凝土内外产生温度差，避免热胀冷缩产生裂缝。（4）正确的养护混凝土浇筑混凝土后，要正确的养护，才能保证混凝土密实的硬化，在养护过程中要及时洒水、覆盖薄膜、喷雾，避免出现表层急剧干燥引起的缩水性收缩裂缝。一般对于普通硅酸盐水泥配制的混凝土，养护期最少不得少于7天。对于有特殊要求（抗渗等）的混凝土而言，养护期最少不得少于14天。在冬季混凝土养护过程中，要对混凝土进行薄膜保温，浇水时要浇在薄膜上。
正确处理混凝土裂缝
1．表层处理一般表层处理包含两种方法：表面涂抹法和贴补法。表面涂抹法就是将涂抹浆填充入裂缝，一般适用于细且小的裂缝，伸缩性不强的裂缝，以及钢筋没有裸露在外的裂缝。表面贴补法也是将浆材填充入裂缝，但是此法适用于缝隙较大，或者面积很大的缝隙。2．填充法用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V形槽，然后作填充处理。3．结构补强法因超荷载产生的裂缝，裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低，火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法，锚固补强法，预应力法等。混凝土桥梁发生裂缝的主要原因有以上几种，如何采取一定的设计和控制措施来克服和控制大的裂缝产生，是每一个工程技术人员应该遵循的原则。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。