1 桥梁施工中产生混凝土裂缝的原因
1.1 混凝土原材料
混凝土是道路桥梁施工过程中主要的原材料，其是由胶凝材料、水和粗、细骨料、外加剂或掺和料按适当比例配合、拌制成拌和物，在一定时间内发生硬化作用，从而变成人造石材。这些材料一旦不合格，很容易造成混凝土裂缝的产生，继而影响道路桥梁工程质量。水泥细度越大越容易造成塑性开裂；细骨料细度模数越小越容易引起龟裂；黏土淤泥造成混凝土强度降低，收缩性增强，导致开裂；粗骨料强度和级配要达标，骨料粒径越粗，收缩越小，粗骨料里的活性氧化硅含量需符合要求，否则会发生碱骨料反应引起混凝土开裂。比如：混凝土中的砂石硬度一旦不达标，混凝土的收缩量也会超过设计容许要求，造成裂缝的产生。膨胀岩在混凝土拌和物中出现，在混凝土反应过程中一直吸水氧化，体积剧烈膨胀，导致混凝土周围破裂。混凝土原材料中的Na2O、K2O与骨料中的活性成分形成硅酸盐化合物，生成物吸水膨胀产生内部应力，将混凝土胀裂，导致混凝土裂缝的产生。混凝土内部一旦发生碱骨料反应，将基本均匀分散，到处均会发生膨胀，导致混凝土结构多处被胀裂。
1.2 混凝土配合比
混凝土配合比是混凝土施工的必须具备条件，若配比中水泥含量过高，或低级别混凝土配比使用高级别水泥，或以增加水泥用量方式增加混凝土强度，这些方法都不可取，成本增加，且因为水泥水化热过高造成结构内部温度无法及时释放造成温度裂痕。若粉煤灰掺量过多会导致塑性裂纹，并导致开裂提前，所以粉煤灰掺量适宜为好。适量掺加减水剂以减少用水量，利于减少收缩开裂。
1.3 温度应力
在道路桥梁混凝土在施工中，若没有充分考虑混凝土热胀冷缩和内外温差导致的变形，就很容易出现混凝土裂缝，如图1所示。任何规格的裂缝都会改变混凝土力学结构，最终影响混凝土结构的受力。
图1 桥梁温度裂缝
1.4 混凝土失水收缩和冻胀
混凝土失水收缩是指混凝土施工过程中混凝土表面的水分挥发太快引起混凝土收缩，造成混凝土内部变形量和外部变形量不一致，导致裂缝的产生，如图2所示。冻胀通常发生在冬季，冬季气温相对较低，混凝土完成浇筑后内部水分含量较高，水在结冰状态的体积大于液态水，受冻后，内部水分体积增加最终造成混凝土内外应力不一致，促进裂缝的产生。
图2 收缩裂缝
2 道路桥梁施工中裂缝的危害
2.1 渗漏危害
在道路桥梁工程中，一旦产生裂缝就会发生渗漏的现象，水流会随着裂缝深入到道路桥梁的底部结构，使底部构件发生水解，最终造成道路桥梁基础构件的承载能力大大下降。水流随着裂缝进入，由于裂缝处钢筋已不被碱性混凝土包裹，空气和水腐蚀钢筋，造成锈蚀。钢筋在低温条件下水流发生冻胀，裂缝会有所加深，一旦处理不及时，就会严重影响道路桥梁的主体性能，影响道路桥梁的安全。
2.2 碳化危害
道路桥梁一旦出现裂缝，桥梁混凝土结构的碳化作用也会加剧，混凝土材料和水、空气中的二氧化碳作用会产生碳酸钙，碳酸钙的产生会降低混凝土结构的承载能力，也导致结构钢筋有效保护层变小或消失，锈蚀后钢筋截面积变小，受力也变小，直到锈蚀断裂，继而影响道路桥梁的安全性能。
2.3 腐蚀危害
道路桥梁结构一旦出现裂缝，水分或空气中的杂质会随着裂缝进入结构内部，使钢筋或金属构件产生锈蚀，进而会导致其体积有很大增加，影响桥梁结构的稳定性，同时促进裂缝宽度的增加。
3 道路桥梁裂缝的防治措施
3.1 规范混凝土材料
为降低水泥热化作用，尽可能选择低热型水泥。同时，为了控制混凝土固化温度，需要选择矿渣或火山灰型水泥，控制混凝土内外温度，有效控制裂缝的产生。水泥细度要符合规范要求，细骨料根据施工设计要求和规范选择细度模数适宜的砂子，粗骨料的级配和硬度亦要符合要求，保证原材中的Cl-含量，活性氧化硅、Na2O、K2O等含量均符合规范要求。
3.2 施工控制措施
在混凝土浇筑过程中，严格规定夏季箱梁预制浇筑时间，放在每天早晨6点前和下午5点后，以此控制砼内外温差，保证砼的入模温度≤30℃。保证冬季入模温度≥5℃。必须充分考虑实际情况，采用分层、斜面分层或分段分层进行浇筑。在浇筑过程中，为了加强初凝前的抹压，降低初期裂缝的产生，应加强振捣，保证密实，保证施工质量。在收面过程中经多次收面，将出现的裂纹拍浆挤压处理，提前将裂纹处理。加强养护工作，可以采取蓄水养护、侵泡养护、覆盖洒水养护、喷淋养护等措施保证混凝土面湿润。可以提高混凝土的抗拉强度，必须采取有效的措施，加强早期混凝土的强度，减少裂纹的出现。
3.3 温度控制措施
温度变化也十分容易造成桥梁裂缝。所以在施工过程中，必须采取有效的措施，降低工程受到自然温度的影响。考虑实际施工情况，一般从3个方面进行：
（1）冬天在搅拌砼前，要先进行热工计算，通过试拌确定骨料和水所需要预热的最高温度，以符合砼最低入模温度（≥5℃）保准。优先采用加热水的预热方法调整拌和物温度，但水的加热温度应≤80℃。当加热水还不能满足要求时，要将骨料均匀地进行加热，粗骨料加热温度应≤60℃，细骨料加热温度应≤40℃。如果要对水泥、减水剂及矿物掺和料进行自然预热，要在使用前运入暖棚，但不能直接进行加热处理。砼的出机温度应≥10℃，具体温度由试验决定。当有极端低温时不安排砼浇筑作业。冬季砼运输车采用包裹保温措施，减少运输途中的热量损失。从而防止因为低温而发生混凝土冻胀，继而产生裂缝。
（2）炎热季节搅拌砼时，要降低砼拌和料的温度，首先降低原材料的温度，在骨料堆场搭设遮阳棚、采用冷水机等降温设备降低拌和用水的温度，保持拌和用水温度在5℃左右，降低砼拌和物的温度；夏季砼运输罐车应采取防晒降温措施，尽量缩短运输时间。砼在运输过程中搅拌速度不能太快，要慢速搅拌，防止高温造成的膨胀产生裂纹，确保混凝土结构的稳定性。
（3）梁体砼蒸汽养护时蒸汽的最高温度≤45℃。砼从开始升温到降温结束整个过程中，梁体两端与跨中和箱梁内，外侧之间相对温差≤15℃。环境温度与表面温度之差≤15℃，芯部与表层温度之差≤15℃。
3.4 非结构性裂缝防治措施
为了优化混凝土性能，需在混凝土中添加适当的减水剂。加强早期混凝土的养护工作，降低水分蒸发速度，避免发生塑性收缩。一旦存在裸露面，需通过吸水材料覆盖等方法，避免温差裂缝的产生。混凝土的浇筑顺序和速度必须合理进行，特别是在夏天，需及时进行洒水降温，冬季应注意保温工作。为了避免干裂裂缝的产生，钢筋数量和保护层必须设置合理。适当调整混合料中的水灰比，适当增加骨料，混凝土浇筑完成后，需及时进行养护工作。为了避免龟裂问题的发生，必须加强振捣程度，同时对表面的水和浮浆及时进行清理。
3.5 收缩裂缝的防治措施
收缩裂缝对道路桥梁工程质量的影响非常大，只有严格控制混凝土的水灰比，才能合理控制收缩裂缝的产生。另外，还需注意选择级配良好以及水化热程度较低的水泥。为了保证混凝土具有较好的孔隙率和砂率，严格控制骨料中的含砂量。在浇筑混凝土前必须要充分做好基层和模板之间的润湿或导振工作。混凝土完成初凝后，需进行二次收面，进一步提高混凝土的抗拉强度以及密实度，降低混凝土的收缩量；混凝土完成浇筑后，为了保证混凝土养护阶段混凝土表面都处于湿润状态，必须及时进行覆盖养护。以保证混凝土的和易性为前提，才有合理的方法尽可能降低混凝土的坍落度。混凝土在养护阶段一旦发生细微裂缝，要及时采用抹压和覆盖进行养护，保证混凝土质量。
4 道路桥梁施工中混凝土裂缝的处理措施
4.1 表面处理法
混凝土表面一旦存在数量较小，规格不大，不会对整体结构产生影响的裂缝，可以采用表面处理法。首先将混凝土表面的杂质或灰尘清理干净，用环氧树脂等原料涂抹在混凝土的表面，将裂缝填平。这样混凝土表面就会形成树脂保护膜，一旦遇到阴雨天气，水就不会渗入混凝土结构内部，破坏钢混结构，有效延长了混凝土结构的使用寿命。
4.2 填充法
在道路桥梁结构中，一旦存在宽度较大的裂缝，可以采用填充法进行修补，这种方法具有操作简单和修补成本低的特点，所以在实际施工过程中被广泛运用。路面一旦存在不会对整体结构产生影响的裂缝，应首先开挖小型凹槽，然后再应用填补法进行修补。如果在桥梁工程的表面存在宽度较大的裂缝，必须及时进行彻底的检查，一旦确定这些裂缝不会对工程结构产生影响，都可以考虑用填充法对其进行修补，这种修补方法修补效果较好，经济性也较好。
5 结语
综上所述，在道路桥梁工程施工时，一旦出现裂缝，就会造成多种危害，进而会对桥梁的性能造成影响，从而出现安全隐患。为了避免混凝土结构出现裂缝，需有针对性地采取控制措施。本文重点对道路桥梁施工中裂缝出现的原因以及处理措施进行了探讨，取得了良好的控制效果。
参考文献
[1]贾艳杰．公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析及处理措施[J]．交通世界（建养·机械），2013（9）：282-283.
[2]尹升．桥梁施工中混凝土裂缝产生原因及处理措施[J]．黑龙江科技信息，2016（18）：192.
[3]董学强．公路桥梁裂缝形式与施工处理探讨[J]．交通世界，2018（11）：135-136.
[4]邰咏祺．桥梁施工中混凝土裂缝处理产生的原因及应对措施[J]．中华民居（下旬刊），2013（10）：347-348.
[5]曾庆响，韩大建．预应力混凝土桥梁结构加固与裂缝处理[J]．建筑结构，2010（S2）：316-319，246.
收稿日期：2018-08-25
作者简介：侯军平（1984-），男，甘肃渭源人，中铁十七局集团第三工程有限公司工程师，研究方向：工程技术管理。
