摘要：為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，本文對橋梁工程混凝土裂縫成因進行了分析，提出了應對措施
關鍵詞：橋梁施工,混凝土裂縫,成因分析,應對措施
混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。大量的工程實踐和理論分析表明，幾乎所有的混凝土構件均是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見(<0.05mm)，一般對結構的使用無大的危害，可允許其存在;有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下，不斷產生和擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴重時甚至發生垮塌事故，危害結構的正常使用，必須加以控制。
一、混凝土橋梁裂縫的成因分析
(一)混凝土用料選用不當引起的裂縫
1、水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高;普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。此外，水泥標號越低、單位體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，并且發生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工時經常采用強行增加水泥用量的做法，結果收縮應力明顯加大。
2、骨料品種。骨料中石英、石灰巖、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低;而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。此外，骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。
3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。
4、外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。
(二)設計和施工不合理產生的裂縫
此類裂縫是我們在工程實例中發現最多的裂縫形式，許多橋梁設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足，冗余性小;有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大;有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄。這些都削弱了結構安全性，會嚴重影響結構的使用。不少橋梁，雖然滿足了橋梁設計規范的強度要求，僅用了5～10年就因為出了問題影響結構安全。例如我們發現在混凝土橋梁豎向有截面突變的地方(箱梁、T梁的腹板與頂底板交接處)很容易產生裂縫，研究分析結果顯示：混凝土在澆筑后發生水化反應、泌水和大量水分蒸發，混凝土因失水而收縮，而骨料因重力影響向下沉降，但此時混凝土的強度和硬度都不高，骨料下沉時受到鋼筋的阻擋，便產生了沿鋼筋方向的裂縫。
(三)自然環境的影響產生的裂縫
自然環境的影響主要是溫差引起了混凝土的溫度梯度呈非線性分布，而混凝土構件的位移又受到約束，導致局部應力過大，從而出現了裂縫。一般失火、太陽曝曬、驟然降溫以及冬季施工均可能導致此類裂縫的發生。預防措施是在設計時重視溫度應力，一些大跨徑的橋梁，溫度應力往往是可以超過活載應力的，另外就是杜絕冬季施工，因為此時施工混凝土在初凝時受凍，成齡后混凝土強度損失可達30%～50%。
(四)荷載引起的裂縫
此類裂縫是混凝土橋梁在常規動、靜荷載及次應力作用下產生的，橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結構內產生循環變化的應力，不但會引起結構的振動，還會引起結構的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的。工程實例中此類裂縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重部位，且裂縫特征如下：
1、受拉。裂縫貫穿構件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現位于鋼筋附近的次裂縫。
2、受壓。沿構件出現平行于受力方向的短而密的平行裂縫。
3、受彎。彎矩最大截面附近從受拉區邊沿開始出現與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發展。采用螺紋鋼筋時，裂縫間可見較短的次裂縫。當結構配筋較少時，裂縫少而寬，結構可能發生脆性破壞。
4、受剪。當箍筋太密時發生斜壓破壞，沿梁端腹部出現大于45°方向的斜裂縫;當箍筋適當時發生剪壓破壞，沿梁端中下部出現約45°方向相互平行的斜裂縫。
5、受扭。構件一側腹部先出現多條約45°方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開。
二、橋梁混凝土裂縫的施工控制措施
(一)施工前合理設計荷載及道路橋梁的布局。
在進行道路橋梁施工前的設計階段，相關技術人員要根據項目的具體情況，科學的對道路橋梁的整體布局進行規劃且合理的對施工中所需的鋼筋進行布局，與此同時要全面考慮施工中道路橋梁以及施工中機械等的荷載，以便設計時的荷載要遠大于現實施工中的荷載，進而保證實際荷載在混凝土強度的范圍內，從而達到克服施工中混凝土裂縫出現的目的。
(二)嚴格控制混凝土的組成材料。
增加混凝土抗裂縫強度的首要問題，就是對混凝土組成材料質量的嚴格把關。無論是對水泥的強度質量還是對骨料的直徑大小及抗壓強度都要進行嚴格的檢查篩選，以保證高質量的混凝土組成材料，才能與設計中的預算荷載相符合。同時還要注意混凝土的各種材料配比以及攪拌時的科學合理性，嚴格按照相關規定及實際情況計算混凝土的配合比例，并且合理控制攪拌時水的加入量，以此來控制混凝土體積的變形，最大程度的保證混凝土的抗裂性。
(三)防止溫度變化引起裂縫
在施工過程中，多數施工單位會選擇在施工地點直接進行混凝的攪拌工作，如此會節省大量是時間和造價成本。但是要注意混凝土在攪拌的過程中，需適當的給隨時澆水，這樣做是為了冷卻碎石從而使混凝土的溫度降低。特別在夏季施工時，更要加強對溫度的控制，例如夏季炎熱時節施工時，要盡量減少混凝土的澆筑厚度，以便混凝土能夠更好的通過澆筑層面積進行充分的散熱，必要的時候混凝土內部要增設降溫管來保證混凝土的抗裂性。高質量的混凝土具有較強的抗裂性，所以對施工時混凝土的攪拌、堆放方式以及澆注過程都要重視起來，并且注意高溫時加強對混凝土的澆水養護措施、低溫時加強對混凝土的表面保溫措施，這樣才能在最大程度上加強混凝土的抗裂性，從而降低施工中混凝土裂縫產生的幾率。
三、裂縫的補救措施
對于混凝土裂縫的補救措施要根據裂縫的產生原因，采取與之相對應的措施進行補救，目前我國普采取用以下幾種補救措施：首先對于混凝土出現的裂縫如果較小，并且寬度小于0.15mm、深度不及鋼筋結構，此時可對裂縫進行簡單的表面處理即可，即用水沖洗并濕潤混凝土裂縫，再用相應比例的水泥砂漿進行抹平至與原表面一致;其次對于混凝土出現寬度在0.1mm至1.5mm間的裂縫時，就要鑿開裂縫并將其清理干凈，采用相應比例的水泥砂漿進行填充然后抹平;另外就是普遍被使用的灌漿措施，這種補救措施對于裂縫的大小深度沒有明確的要求，只是用灌漿泵將配置好的水泥砂漿灌入裂縫中，從而修復裂縫。
結語
一座橋梁從建成到使用，牽涉到設計、施工、監理、運營管理等各個方面。由上述可知，設計疏漏、施工低劣、監理不力，均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發現和處理問題，也是相當重要的一個環節。
參考文獻：
【1】王志江.談對荷載引起的橋梁裂縫問題的探討.中國期刊網.2009.08.
【2】論公路橋梁混凝土裂縫成因及有效預防措施.月期網.2011.10.
