摘要： 文章分析了公路橋梁工程砼裂縫形成原因，供廣大工程技術人員參考。
關鍵詞：混凝土裂縫; 塑性裂縫; 荷載
1. 前言
橋梁施工過程中，很容易出現裂縫。裂縫的出現不僅會影響工程質量，甚至會導致橋梁垮塌。混凝土開裂經常困擾著橋梁工程技術人員。其實，如果采取有效的施工措施，很多裂縫是可以避免和控制的。為了盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，文章對混凝土橋梁在施工過程中產生裂縫的原因作了較全面的分析、總結，以便施工中做出行之有效的控制辦法，保證工程的質量。
2. 橋梁施工裂縫的形成原因
施工中混凝土結構裂縫產生的主要原因，大致可劃分如下幾種：
2.1 荷載引起的裂縫
荷載裂縫產生的原因在于施工過程中，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。
2.2 溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區別于其他裂縫的最主要特征是隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化的主要施工因素有：
(1) 水化熱。出現在施工過程中，大體積混凝土(厚度超過2．O m)澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現裂縫。施工中應根據實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料人模溫度，降低內外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環冷卻系統進行內部散熱，或采用薄層連續澆筑以加快散熱。
(2) 蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內外溫度不均，易出現裂縫。
(3) 預制T梁時橫隔板安裝，支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時，若焊接措施不當，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預應力構件時，預應力鋼材溫度可升高至350℃，混凝土構件也容易開裂。
2.3 收縮引起的裂縫
在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因。
塑性收縮。發生在施工過程中、混凝土澆筑后4 h～5 h左右，此時水泥水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現泌水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產生量級很大，可達l％左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處，如T梁、箱梁腹板與頂、底板交接處，因硬化前沉實不均勻將發生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑。
縮水收縮(干縮)。混凝土結硬以后，隨著表層水分逐漸蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失很快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構件(超過3％)，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現龜裂裂紋。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，呈龜裂狀，形狀沒有任何規律。
2.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受c 侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氧化鐵體積比原來增長約2 倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。要防止鋼筋銹蝕，施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其他存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。
2.5 凍脹引起的裂縫
大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9％，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在一78℃以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30％～50％。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。
2.6 施工工藝質量引起的裂縫
在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有：
(1) 混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。
(2) 混凝土振搗不密實、不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點。
(3) 混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。
(4) 混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低．使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。
(5) 混凝土初期養護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。
(6) 用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現不規則裂縫。
(7) 混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。如混凝土分層澆筑時，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間黏結力小，或后澆混凝土養護不到位，導致混凝土收縮而引起裂縫。
(8) 混凝土早期受凍，使構件表面出現裂紋，或局部剝落，或脫模后出現空鼓現象。
(9) 施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。
(10) 施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
(11) 施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。
3. 結語
混凝土橋梁發生裂縫的主要原因有以上幾種，如何采取一定的設計和施工措施來克服和控制大的裂縫產生，是每一個工程技術人員應該遵循的原則。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。
參考文獻：
[1] 崔進強. 淺談橋梁施工裂縫的形成原因, 科技咨詢導報, 2001,11.
關鍵詞：混凝土裂縫; 塑性裂縫; 荷載
1. 前言
橋梁施工過程中，很容易出現裂縫。裂縫的出現不僅會影響工程質量，甚至會導致橋梁垮塌。混凝土開裂經常困擾著橋梁工程技術人員。其實，如果采取有效的施工措施，很多裂縫是可以避免和控制的。為了盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，文章對混凝土橋梁在施工過程中產生裂縫的原因作了較全面的分析、總結，以便施工中做出行之有效的控制辦法，保證工程的質量。
2. 橋梁施工裂縫的形成原因
施工中混凝土結構裂縫產生的主要原因，大致可劃分如下幾種：
2.1 荷載引起的裂縫
荷載裂縫產生的原因在于施工過程中，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。
2.2 溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區別于其他裂縫的最主要特征是隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化的主要施工因素有：
(1) 水化熱。出現在施工過程中，大體積混凝土(厚度超過2．O m)澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現裂縫。施工中應根據實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料人模溫度，降低內外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環冷卻系統進行內部散熱，或采用薄層連續澆筑以加快散熱。
(2) 蒸汽養護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內外溫度不均，易出現裂縫。
(3) 預制T梁時橫隔板安裝，支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時，若焊接措施不當，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預應力構件時，預應力鋼材溫度可升高至350℃，混凝土構件也容易開裂。
2.3 收縮引起的裂縫
在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因。
塑性收縮。發生在施工過程中、混凝土澆筑后4 h～5 h左右，此時水泥水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現泌水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產生量級很大，可達l％左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處，如T梁、箱梁腹板與頂、底板交接處，因硬化前沉實不均勻將發生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑。
縮水收縮(干縮)。混凝土結硬以后，隨著表層水分逐漸蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失很快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構件(超過3％)，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現龜裂裂紋。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，呈龜裂狀，形狀沒有任何規律。
2.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受c 侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氧化鐵體積比原來增長約2 倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。要防止鋼筋銹蝕，施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其他存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。
2.5 凍脹引起的裂縫
大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9％，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在一78℃以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30％～50％。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。
2.6 施工工藝質量引起的裂縫
在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有：
(1) 混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。
(2) 混凝土振搗不密實、不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點。
(3) 混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。
(4) 混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低．使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。
(5) 混凝土初期養護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。
(6) 用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現不規則裂縫。
(7) 混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。如混凝土分層澆筑時，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間黏結力小，或后澆混凝土養護不到位，導致混凝土收縮而引起裂縫。
(8) 混凝土早期受凍，使構件表面出現裂紋，或局部剝落，或脫模后出現空鼓現象。
(9) 施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。
(10) 施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
(11) 施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。
3. 結語
混凝土橋梁發生裂縫的主要原因有以上幾種，如何采取一定的設計和施工措施來克服和控制大的裂縫產生，是每一個工程技術人員應該遵循的原則。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。
參考文獻：
[1] 崔進強. 淺談橋梁施工裂縫的形成原因, 科技咨詢導報, 2001,11.
