1、Construction&DesignForProject工程建设与设计1大体积混凝土裂缝概述大体积混凝土裂缝主要包括微观裂缝和宏观裂缝两种。微观裂缝又分为3种裂缝形式：水泥石裂缝、黏着裂缝以及集料裂缝。而在实际施工中几乎很难遇见集料裂缝，所以大体积混凝土的微观裂缝主要指水泥石裂缝和黏着裂缝。大体积混凝土微观裂缝的存在对混凝土的基本属性产生了较为不利的影响，虽然微观裂缝没有贯穿混凝土结构，对混凝土结构的抗拉强度影响较小，但是因微观裂缝分布完全无规律可循，当微观裂缝的位置处在结构受拉较大的位置时，在拉力日积月累的作用下，非贯穿的微观裂缝容易发展成为贯穿整个混凝土结构的裂缝，使得混凝土结构遭受剪拉
2、破坏而提前断裂，影响结构安全。并不是所有的裂缝都会对桥梁结构安全产生不利影响，桥梁构件的裂缝宽度有一个安全限值，超过安全限值的裂缝对桥梁结构安全会造成不同程度的影响。处于露天环境的桥梁结构构件允许的最大裂缝宽度为0.2 mm；桥梁基础允许的裂缝安全范围应小于0.2 mm。如果桥梁基础的裂缝宽度大于0.2 mm，则桥梁基础的渗水量会随着裂缝宽度的增加而增加，且随着时间推移，裂缝不会进行自我修复。基于此，桥梁基础工程施工中要避免产生大于0.2 mm的贯穿裂缝，这种裂缝会严重影响桥梁结构安全。桥梁施工过程中涉及大体积混凝土浇筑施工，大体积混凝土浇筑施工产生裂缝的主要原因有内部和外部两类。内部因素主要
3、是温度差值产生的温度应力导致裂缝产生。外部因素主要是混凝土结构阻止混凝土收缩变形的外部约束力，此约束力主要是混凝土各质点之间的约束。混凝土构件虽然具有较大的抗压强度，但是混凝土的抗拉能力较弱，当混凝土构件受到的温度应力大于混凝土构件的抗拉能力时，混凝土构件将会出现裂缝。虽然在最大宽度允许范围内的裂缝不会对混凝土结构产生不利影响，但是会对混凝土结构的耐久性产生不利影响，所以要采取措施控制裂缝产生1。2桥梁施工裂缝形成原因分析2.1桥梁施工结构性裂缝产生的原因结构性裂缝中的设计结构裂缝是指桥梁结构在设计过程中所采用的结构形式在后续的运行中，在荷载的作用下势必要产生裂缝，这种会导致结构性裂缝的结构形
4、式主要包括没有设置预应力的预制梁板和没有设置预应力的现浇连续箱梁。这种类型的结构在施工中都会设置预拱度，但是随着桥梁上部行车动荷载持续作用，施工预拱度会慢慢消失，最后桥梁梁底起抗拉作用的混凝土最终还是要开裂。此外，未设置预应力的现浇连续梁在上部荷载作用下还会在梁顶弯矩区产生裂桥梁工程裂缝产生的原因和控制措施Causes and Control Measures of Cracks in Bridge Engineering黄召（邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台 054000）HUANG Zhao（Xingtai Road and Bridge Construction Group Co.L
5、td.,Xingtai 054000,China）【摘要】从结构性裂缝和非结构性裂缝两方面分析了桥梁施工裂缝产生的原因，并重点介绍了塑性裂缝、温差裂缝以及干缩裂缝等非结构性裂缝成因。在此基础上，从桥梁结构性裂缝和桥梁非结构性裂缝两方面分析了桥梁工程裂缝的控制措施。【Abstract】The causes of bridge construction cracks are analyzed from two aspects of structural cracks and non-structural cracks,and thecauses of non-structural cracks s
6、uch as plastic cracks,temperature difference cracks and shrinkage cracks are mainly introduced.On thisbasis,the control measures of bridge engineering cracks are analyzed from two aspects of bridge structural cracks and bridge non-structuralcracks.【关键词】桥梁工程；结构性裂缝；非结构性裂缝；控制措施【Keywords】bridge engineer
7、ing;structural crack;non-structural crack;control measures【中图分类号】U445.4【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）04-0100-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.04.030【作者简介】黄召（1986），男，河北邢台人，工程师，从事道路桥梁施工研究。100缝，这种裂缝是安全的，不会影响桥梁结构安全，但是如果梁顶弯矩区产生裂缝的宽度大于0.2 mm或者超过设计规定的最大值，这种情况需要对裂缝成因做进一步研究，根据研究结果采用合理的解决措施。结构性裂缝中的施工结构裂缝主要是指因为桥
8、梁施工造成的结构性裂缝。施工结构裂缝常见的有预应力结构张拉裂缝，这种裂缝产生的原因是桥梁施工过程中锚垫板设置位置与桥梁设计中的位置有偏差、位于锚垫板后方的螺旋钢筋没有完全顶牢锚垫板、封堵锚垫板的混凝土密实度不够或者封堵锚垫板混凝土的强度不满足设计强度要求，也可能是预应力钢筋张拉时没有按照规定的张拉顺序进行。此外，连续箱梁浇筑完成后的支架拆除过程中也会导致桥梁出现结构裂缝。预应力结构的张拉裂缝一般是连续箱梁支架拆除顺序不当引起的，也可能是拆除一侧支架的落架时间较长，导致在拆除过程中连续梁的负弯矩在简支过程中在梁体底部位置出现横向裂缝。2.2桥梁施工非结构性裂缝产生的原因2.2.1非结构性裂缝的塑
9、性裂缝非结构性裂缝中的塑性裂缝是指混凝土在可塑状态下的裂缝，该状态下的裂缝分为沉降裂缝和收缩裂缝两种裂缝形式。其中，沉降裂缝的产生原因是混凝土在塑性状态下的桥梁基础或者模板支架均具有不均匀沉降力的作用，导致局部地方混凝土受到较大约束力继而出现裂缝；还有一种原因是混凝土中较重颗粒在重力作用下沉到底部，重量较轻的水泥开始上浮，当混凝土中重量较大的物质在下沉过程中遇到钢筋或者模板拉杆的约束作用后便开始产生裂缝。非结构性裂缝中的收缩裂缝出现的原因主要是混凝土的干燥速度过快，混凝土内水分的蒸发速率要远远大于混凝土的泌水速率，继而在混凝土表面产生毛细张力，该毛细张力的拉应力大于混凝土自身的抗拉强度，继而产
10、生混凝土裂缝。2.2.2非结构性裂缝的温差裂缝桥梁大体积混凝土的温差裂缝是混凝土内部温度和混凝土表面温度差异产生的温度应力引起的，在温度应力的驱使下，混凝土内部受力不平衡产生不均匀收缩继而产生裂缝。混凝土浇筑后的24h内均处于模板隔离状态，混凝土内部因水泥水化热所产生的热量无法及时散去，所以在模板拆除前的24 h内混凝土内部温度是升高的。当模板拆除后，混凝土内部温度降低，这时混凝土在内外温差作用下开始收缩，这种收缩力在混凝土内部钢筋或者其他构件的约束作用下会使混凝土出现裂缝。2.2.3非结构性裂缝的长期干缩裂缝桥梁大体积混凝土的长期干缩裂缝是由于混凝土长期暴露在不饱和空气中，在不饱和空气中因物
11、理作用或者化学作用使得混凝土构件失水，失水后的混凝土体积变小，而混凝土体积缩小的过程中受到自身约束力的作用，继而产生了裂缝。一般情况下，干缩过程所产生的混凝土应变速率比较慢。此外，混凝土徐变产生的松弛力可以抵消一部分混凝土干缩应变力。混凝土构件的干缩裂缝与大体积混凝土的体积和表面积比值、结构构件钢筋分布、混凝土配合比以及混凝土所处的外部环境也有一定的关系。2.2.4非结构性裂缝的龟裂缝混凝土非结构性裂缝中的龟裂缝是指混凝土表面的微细裂纹，这种类型裂缝产生原因主要有混凝土构件所处的外部环境湿度较低、混凝土浇筑模板渗透性低或者混凝土中水泥用量较大等。混凝土非结构裂缝中的侵害性裂缝主要由混凝土发生的
12、有害化学反应或者混凝土内的钢筋生锈造成，例如，混凝土骨料的成分活性硅在特定环境下可以与水泥、地下水中的碱性物质或者外加剂发生膨化反应；再比如，大体积混凝土构件钢筋保护层未达到设计规范要求，导致钢筋被混凝土中氯离子锈蚀产生后产生体积膨胀的氢氧化物，继而导致混凝土表面出现裂缝。除了以上混凝土裂缝的原因外，还有一些单纯因为现场施工人员操作不当引起的混凝土施工裂缝，具体原因见表1。表 1施工人员操作不当引起裂缝分析表类别具体工作内容产生裂缝的基本原因混凝土施工混凝土原材料拌和搅拌时间过长或者搅拌不均匀混凝土运输运输时间过程，混凝土和易性发生改变混凝土浇筑混凝土浇筑顺序欠妥或者混凝土建筑速度过快混凝土振
13、捣混凝土振捣不充分混凝土养护混凝土硬化前受到机械振动或初期养护时受冻钢筋加工钢筋骨架制作钢筋被扰动或者钢筋保护层厚度不足模板制作模板变形或者模板局部漏水或拆模为按照规定时间模板工程模板支撑模板支撑下沉3桥梁施工裂缝的控制措施3.1桥梁结构性裂缝的控制措施结构性裂缝的主要诱因是非预应力结构，这一点在设计阶段可以解决，在设计初期，条件允许的情况下尽量不采用非MunicipalTrafficWater ResourcesEngineering Design市政 交通 水利工程设计101Construction&DesignForProject工程建设与设计预应力结构。为有效控制桥梁结构性裂缝的产生，
14、预应力结构的锚垫板、预应力结构的螺旋筋埋设位置应该与设计位置完全吻合。预应力钢筋张拉时，混凝土必须达到设计要求后才可以按照规范要求进行张拉作业，与此同时，混凝土试块要在同条件养护标准下进行。此外，在拆除混凝土现浇连续梁支架前要分析其受力体系，根据受力体系设计详细的拆除步骤，保证拆除过程的安全性。3.2桥梁非结构性裂缝控制措施在设计方面应满足以下几点。1）大体积混凝土强度设计的合理区间在C25C40，低于该区间或者高于该区间的混凝土强度等级对控制大体积混凝土施工裂缝不利。2）大体积混凝土配置科学合理的承受温度应力和抑制温度裂缝的构造钢筋。3）如果大体积混凝土施工项目的地基基础为岩石类基础，应在混
15、凝土垫层上设置滑动层来抑制大体积混凝土的施工裂缝。4）在大体积混凝土设计中应秉承尽量减少混凝土外部约束的基本思想。5）设计时应考虑大体积混凝土温度场、温度应变的相关测试要求和测试数据。6）大体积混凝土水平施工缝的设置应以混凝土浇筑过程中的温度裂缝控制要求为基本准则。7）制定行之有效的温度控制策略是大体积混凝土施工前的必备工作，而验算大体积混凝土浇筑前的温度应力、温度变化引起的收缩应力是温控措施的重要内容；测量大体积混凝土浇筑过程中内部升温的峰值、浇筑过程中内部和外部温度差值以及混凝土浇筑结束后的外部降温速率同样是温控措施的重要内容。根据行业专家评定和大量工程实践证明，大体积混凝土浇筑前的入模温
16、度应控制在45 以下，混凝土浇筑过程中的内部温度和外部温度的差值应控制在30 以内，混凝土浇筑完毕后的外部降温速率应控制在2.0/d为宜。大体积混凝土浇筑常用的模板包括木模板、钢木模板以及钢模板。此外，大体积混凝土施工前需要掌握项目所在地的天气变化情况，特别是对高温、高湿以及寒潮等极端天气要给予足够关注并采取积极有效的风险规避策略。在施工方面应满足以下几点：分层式和推移式两种连续浇筑方法是大体积混凝土常用的浇筑方式，浇筑过程中除不能随意设置施工缝外，还需要满足以下几点规定。1）混凝土的摊铺厚度的确定要根据施工现场所选用的振动器实际影响深度和施工现场混凝土的和易性这两方面因素综合确定。如果施工现场混凝土浇筑采用泵送形式，那么混凝土的单层摊铺厚度应不大于0.6 m，如果施工现场混凝土浇筑采用非泵送形式，那么混凝土的摊铺厚度应不大于0.4 m。2）大体积混凝土浇筑过程中，分层浇筑的时间应按照规定时间严格控制，上一层混凝土初凝之前必须要完成下一层混凝土的浇筑任务。而混凝土的初凝时间应根据以往施工经验和现场试验数据综合确定。如果因为一些不可控因素，如混凝土供应不足等情况导致了分层浇筑间隔时间超过
