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摘要：随着科学技术的进步，施工机具、设备和建筑材料的发展，桥梁施工技术不断改进、提高而逐步发展和丰富起来。钢筋混凝土桥梁是目前我国桥梁工程中建造最多的桥梁之一，其在实际使用过程中，由于长期承受着静载、动载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）等作用，不可避免地会产生混凝土开裂、破损等，这将影响到桥梁结构物的正常使用，严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。本文就如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制进行探讨。
关键词：钢筋混凝土；桥梁；裂缝控制
Abstract: with the development of scientific technology, construction machinery, equipment, and construction materials development, bridge construction technology continue to improve, improve and gradually development and rich rise. Reinforced concrete bridge is at present our country to build the bridge engineering, one of the most bridge, the actual process, due to long under static load, dynamic load and deformation load (temperature, shrinkage, uneven subsidence) effects, and inevitably cause concrete crack, damage, which will affect the normal use of the bridge structures, serious and even cause traffic accident and shorten the structure of the use fixed number of year. This paper on how to strengthen the reinforced concrete bridge crack control are discussed.
Keywords: reinforced concrete; Bridge; Crack control
中圖分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：
1 裂缝的主要形式
⑴ 受拉翼缘的裂缝
裂缝出现在受拉翼缘的侧面和底面，方向基本上垂直于受拉主筋，近跨中部裂缝分布较密。裂缝间距约为0.1m~0.2m，宽度约为0.03mm~0.1mm。用变形钢筋配筋的构件，钢筋附近还会出现一些较短的“次裂缝”。若为连续梁，在支座附近的裂缝则由上而下发展。
⑵ 斜裂缝
这类裂缝多发生在支点附近至1/4跨范围内。在梁的腹板侧面上，裂缝延伸方向与梁轴的夹角大约为25°~26°，离支点越近夹角越大。斜裂缝通常有数条，间距约为0.5m~1.0m，缝宽一般在0.3mm 以下。
⑶ 腹板竖直裂缝
这类裂缝多处于梁的薄腹部位，方向垂直于梁的轴线，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15mm~0.3mm左右，经荷载作用后，裂缝向上下端延伸，通常上至腹板顶，下至下翼缘梁肋处。
⑷ 梁体表面的网裂
这种裂缝方向无一定规律，常像一片片断网，长度不大，宽度一般在0.01mm~0.05mm 左右。这种裂缝大量地分布在桥面板、梁腹表面及横隔板上。除此之外，在个别桥梁上，还发现了梁底面纵向裂缝和梁端裂缝。
２钢筋混凝土桥梁裂缝的原因
⑴ 钢筋锈蚀
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。
⑵ 混凝土质量
①水泥。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。
②砂、石骨料。砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5 倍。
③水及外加剂。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时，对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。
⑶ 施工工艺
混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好。施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。
３如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制
⑴重点加强混凝土钢筋网的有效保护
钢筋在混凝土板中主要是抗拉构件承受拉力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。混凝土上层负筋的有效保护，一直是施工中容易被忽略的问题。究其原因：板的上层钢筋一般较细，施工中受到人员踩踏后容易弯曲、变形、下坠，负筋离楼层模板的高度较大而马凳筋太少、马凳设置间距过大或甚至不设，负筋无法受到有效依托保护；加上各工种交叉同时作业，施工人员众多、行走十分频繁，尤其砼泵管装拆时无处落脚而直接踩踏到负筋上。由于负筋被踩踏而不能起到抵抗外荷载所产生的弯矩作用，从而导致楼板裂缝的产生。对此防治的方法是混凝土楼板施工强制要求使用悬挂法施工，有效的避免了现浇混凝土施工作业造成板筋保护层厚度不足的问题。
⑵科学设计混凝土配合比
选用合格的高等级低水化热水泥及拌和用水，减少水泥用量和水化热；严格控制混凝土骨料的含泥量，改善骨料级配，配合比设计时最大限度地增加粗骨料用量，取最低的水灰比。
应用微膨胀外加剂，如ｕ型膨胀剂（无水硫铝酸钙或硫酸铝），以使混凝土内部产生的膨胀应力可抵消一部分混凝土的收缩应力；选用缓凝高效碱水剂和粉煤灰，提高大体积混凝土的和易性，减少水化热。
⑶在施工过程中进行控制
混凝土浇筑前要先对模板进行检查，保证足够的刚度和牢固度以免胀模变形。混凝土浇筑时须保证有足够的坍落度和流动性，不得随意改变水灰比。严格控制混凝土的搅拌、运输、浇注、振捣、养生等各个工序，控制浇筑厚度、宽度；控制混凝土入模温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，振捣要均匀，保证振捣密实，严防漏振及过振，确保混凝土均匀密实。
施工时，混凝土应尽可能一次浇注，不设施工缝，如因故必须间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。混凝土澆筑完成后，为避免混凝土失水引起早期裂缝，应立即用塑料布或草帘子覆盖，并在终凝后立即进行洒水养护；养护期间应控制混凝土内部最高温度不超过７５℃；为缩小混凝土的内部温差，应防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化；混凝土表面不宜浇水养护时，应涂刷保护层，如薄膜养生液等。
⑷预埋线管处的裂缝防治
预埋线管，特别是多根线管的集中处容易导致裂缝。当预埋线管直径较大，开间宽度较大，且线管的敷设走向交叉、重合时，很容易产生因线管挤占混凝土、钢筋保护层不足而发生桥面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集中处须加强处理。可通过增设抗裂短钢筋网片或采用φ６钢筋垂直管路走向设置，间距≤２００㎜。
⑸裂缝弥补处理措施
我们要全面考虑结构的受力模式及施工中出现的可能性，选用可靠的安全系数。适当增加混凝土保护层厚度。
在混凝土耐久性规范中，规定了最小保护层厚度，较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高，这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以将延长有害物质达到钢筋的时间，延缓了钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。加强构造配筋，应尽可能采用小直径、小间距的配筋方式，全截面含筋率控制在0.3％～0.5％之间，必要时适当增配构造钢筋，同时可在混凝土表面增设金属扩张网等，以有效提高混凝土抗裂性能。尽量避免软土地基上采用超静定结构，对大型桥梁应加强钻探，防止出现软弱下卧层。
4 结语
裂缝在钢筋混凝土梁桥中是不可避免的。由于多种因素影响，可能产生各种形式的裂缝，为了保证结构的使用性和耐久性，必须对裂缝进行控制，当裂缝严重影响到桥梁的强度和刚度时，必须采取措施及时补救。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钢筋混凝土；桥梁；裂缝控制
Abstract: with the development of scientific technology, construction machinery, equipment, and construction materials development, bridge construction technology continue to improve, improve and gradually development and rich rise. Reinforced concrete bridge is at present our country to build the bridge engineering, one of the most bridge, the actual process, due to long under static load, dynamic load and deformation load (temperature, shrinkage, uneven subsidence) effects, and inevitably cause concrete crack, damage, which will affect the normal use of the bridge structures, serious and even cause traffic accident and shorten the structure of the use fixed number of year. This paper on how to strengthen the reinforced concrete bridge crack control are discussed.
Keywords: reinforced concrete; Bridge; Crack control
中圖分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：
1 裂缝的主要形式
⑴ 受拉翼缘的裂缝
裂缝出现在受拉翼缘的侧面和底面，方向基本上垂直于受拉主筋，近跨中部裂缝分布较密。裂缝间距约为0.1m~0.2m，宽度约为0.03mm~0.1mm。用变形钢筋配筋的构件，钢筋附近还会出现一些较短的“次裂缝”。若为连续梁，在支座附近的裂缝则由上而下发展。
⑵ 斜裂缝
这类裂缝多发生在支点附近至1/4跨范围内。在梁的腹板侧面上，裂缝延伸方向与梁轴的夹角大约为25°~26°，离支点越近夹角越大。斜裂缝通常有数条，间距约为0.5m~1.0m，缝宽一般在0.3mm 以下。
⑶ 腹板竖直裂缝
这类裂缝多处于梁的薄腹部位，方向垂直于梁的轴线，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15mm~0.3mm左右，经荷载作用后，裂缝向上下端延伸，通常上至腹板顶，下至下翼缘梁肋处。
⑷ 梁体表面的网裂
这种裂缝方向无一定规律，常像一片片断网，长度不大，宽度一般在0.01mm~0.05mm 左右。这种裂缝大量地分布在桥面板、梁腹表面及横隔板上。除此之外，在个别桥梁上，还发现了梁底面纵向裂缝和梁端裂缝。
２钢筋混凝土桥梁裂缝的原因
⑴ 钢筋锈蚀
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。
⑵ 混凝土质量
①水泥。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。
②砂、石骨料。砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5 倍。
③水及外加剂。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时，对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。
⑶ 施工工艺
混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好。施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。
３如何加强钢筋混凝土桥梁裂缝控制
⑴重点加强混凝土钢筋网的有效保护
钢筋在混凝土板中主要是抗拉构件承受拉力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。混凝土上层负筋的有效保护，一直是施工中容易被忽略的问题。究其原因：板的上层钢筋一般较细，施工中受到人员踩踏后容易弯曲、变形、下坠，负筋离楼层模板的高度较大而马凳筋太少、马凳设置间距过大或甚至不设，负筋无法受到有效依托保护；加上各工种交叉同时作业，施工人员众多、行走十分频繁，尤其砼泵管装拆时无处落脚而直接踩踏到负筋上。由于负筋被踩踏而不能起到抵抗外荷载所产生的弯矩作用，从而导致楼板裂缝的产生。对此防治的方法是混凝土楼板施工强制要求使用悬挂法施工，有效的避免了现浇混凝土施工作业造成板筋保护层厚度不足的问题。
⑵科学设计混凝土配合比
选用合格的高等级低水化热水泥及拌和用水，减少水泥用量和水化热；严格控制混凝土骨料的含泥量，改善骨料级配，配合比设计时最大限度地增加粗骨料用量，取最低的水灰比。
应用微膨胀外加剂，如ｕ型膨胀剂（无水硫铝酸钙或硫酸铝），以使混凝土内部产生的膨胀应力可抵消一部分混凝土的收缩应力；选用缓凝高效碱水剂和粉煤灰，提高大体积混凝土的和易性，减少水化热。
⑶在施工过程中进行控制
混凝土浇筑前要先对模板进行检查，保证足够的刚度和牢固度以免胀模变形。混凝土浇筑时须保证有足够的坍落度和流动性，不得随意改变水灰比。严格控制混凝土的搅拌、运输、浇注、振捣、养生等各个工序，控制浇筑厚度、宽度；控制混凝土入模温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，振捣要均匀，保证振捣密实，严防漏振及过振，确保混凝土均匀密实。
施工时，混凝土应尽可能一次浇注，不设施工缝，如因故必须间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。混凝土澆筑完成后，为避免混凝土失水引起早期裂缝，应立即用塑料布或草帘子覆盖，并在终凝后立即进行洒水养护；养护期间应控制混凝土内部最高温度不超过７５℃；为缩小混凝土的内部温差，应防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化；混凝土表面不宜浇水养护时，应涂刷保护层，如薄膜养生液等。
⑷预埋线管处的裂缝防治
预埋线管，特别是多根线管的集中处容易导致裂缝。当预埋线管直径较大，开间宽度较大，且线管的敷设走向交叉、重合时，很容易产生因线管挤占混凝土、钢筋保护层不足而发生桥面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集中处须加强处理。可通过增设抗裂短钢筋网片或采用φ６钢筋垂直管路走向设置，间距≤２００㎜。
⑸裂缝弥补处理措施
我们要全面考虑结构的受力模式及施工中出现的可能性，选用可靠的安全系数。适当增加混凝土保护层厚度。
在混凝土耐久性规范中，规定了最小保护层厚度，较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高，这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以将延长有害物质达到钢筋的时间，延缓了钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。加强构造配筋，应尽可能采用小直径、小间距的配筋方式，全截面含筋率控制在0.3％～0.5％之间，必要时适当增配构造钢筋，同时可在混凝土表面增设金属扩张网等，以有效提高混凝土抗裂性能。尽量避免软土地基上采用超静定结构，对大型桥梁应加强钻探，防止出现软弱下卧层。
4 结语
裂缝在钢筋混凝土梁桥中是不可避免的。由于多种因素影响，可能产生各种形式的裂缝，为了保证结构的使用性和耐久性，必须对裂缝进行控制，当裂缝严重影响到桥梁的强度和刚度时，必须采取措施及时补救。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。