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摘要 ：从不同角度宏观的、微观的分析了混凝土裂缝的原因、为防止裂缝产生而采取的措施。
关键词：混凝土；桥梁；裂缝；原因
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号
0引言
目前，我国的交通基础设施建设迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。但在桥梁建造和使用过程中，混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果认真分析原因并采取一定的措施，很多裂缝是可以克服和控制的。从已建成的和正在建设的桥梁的情况看，裂缝的原因主要有以下几个方面：
1荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
1．1直接应力裂缝
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：
a)设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。
b)施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
c)使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。
1．2次应力裂缝
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：
a)在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
b)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
2温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：
2．1温差
对于北方山区的大陆性气候来说，春季、秋季正是现浇梁施工的黄金季节，但这种季节是温度变化最快的时候。在气候条件最差的夜间，现浇梁表面与大气的温差达到3 0℃左右。气温的陡降，由于受约束，使现浇梁表面产生较大的拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，梁面便会产生裂缝。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。
2．2日照
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。在北方对于昼夜温差较大的春、秋季来说，白天桥面经受烈日暴晒后，夜间温度突降，若又遭雨淋，表面急剧降温，形成裂缝。故采用保温养护是非常重要的。
2．3骤然降温
突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。
3收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
3．1塑性收缩
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右。塑性收缩产生的量级很大，可达1％左右。为减小混凝土塑性收缩，最有效的方法是施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处分层浇筑，在混凝土终凝前保持现浇梁表面的湿润，如在表面覆盖塑料薄膜，喷洒养护剂等方法。
3．2缩水收缩(干缩)
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如果把草袋湿润或在彩条布外保持少量积水，起到保湿作用，可避免由于干缩引起的裂缝。
3．3自生收缩
自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
3．4炭化收缩
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度5 0％左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
4地基基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。
5施工材料质量引起的裂缝
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。
6施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：
a)施工工序中对钢筋的保护层控制不严，或保护层没有达到设计厚度时，在干燥的环境中，也会顺着钢筋方向出现裂缝，所以施工的工序合理与否对裂缝的形成和发展都有很大的影响。
b) 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。
c) 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。
7结语
引起混凝土桥梁裂缝的成因，主要是荷载、温度、收縮、地基基础变形、钢筋锈蚀、冻胀、施工材料质量、施工工艺质量等几方面因素。另外，设计疏漏、施工质量低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。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。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。
参考文献
[1] 交通部JTJ 041---2 000公路桥涵施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2 000．
关键词：混凝土；桥梁；裂缝；原因
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号
0引言
目前，我国的交通基础设施建设迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。但在桥梁建造和使用过程中，混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果认真分析原因并采取一定的措施，很多裂缝是可以克服和控制的。从已建成的和正在建设的桥梁的情况看，裂缝的原因主要有以下几个方面：
1荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
1．1直接应力裂缝
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：
a)设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。
b)施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
c)使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。
1．2次应力裂缝
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：
a)在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。
b)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
2温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：
2．1温差
对于北方山区的大陆性气候来说，春季、秋季正是现浇梁施工的黄金季节，但这种季节是温度变化最快的时候。在气候条件最差的夜间，现浇梁表面与大气的温差达到3 0℃左右。气温的陡降，由于受约束，使现浇梁表面产生较大的拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，梁面便会产生裂缝。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。
2．2日照
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。在北方对于昼夜温差较大的春、秋季来说，白天桥面经受烈日暴晒后，夜间温度突降，若又遭雨淋，表面急剧降温，形成裂缝。故采用保温养护是非常重要的。
2．3骤然降温
突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。
3收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
3．1塑性收缩
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右。塑性收缩产生的量级很大，可达1％左右。为减小混凝土塑性收缩，最有效的方法是施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处分层浇筑，在混凝土终凝前保持现浇梁表面的湿润，如在表面覆盖塑料薄膜，喷洒养护剂等方法。
3．2缩水收缩(干缩)
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如果把草袋湿润或在彩条布外保持少量积水，起到保湿作用，可避免由于干缩引起的裂缝。
3．3自生收缩
自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
3．4炭化收缩
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度5 0％左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
4地基基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。
5施工材料质量引起的裂缝
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。
6施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：
a)施工工序中对钢筋的保护层控制不严，或保护层没有达到设计厚度时，在干燥的环境中，也会顺着钢筋方向出现裂缝，所以施工的工序合理与否对裂缝的形成和发展都有很大的影响。
b) 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。
c) 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。
7结语
引起混凝土桥梁裂缝的成因，主要是荷载、温度、收縮、地基基础变形、钢筋锈蚀、冻胀、施工材料质量、施工工艺质量等几方面因素。另外，设计疏漏、施工质量低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。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。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。
参考文献
[1] 交通部JTJ 041---2 000公路桥涵施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2 000．