道路桥梁工程中混凝土裂缝成因及对策分析

摘要：目前，混凝土在道路桥梁工程项目中的应用越来越普遍，其性能对施工质量的影响已成为建设领域的关注重点。根据相关研究，裂缝是当前混凝土工程项目中最常见的质量问题，裂缝的出现会影响混凝土的性能和应力状态，也是影响建筑物使用寿命的重要因素。因此，为达到全面提升道路桥梁工程施工质量的目标，则需要深入了解道路桥梁工程中混凝土裂缝成因及其对策，这也是本文研究的主要目的。

关键词：道路桥梁工程；混凝土；裂缝成因；混凝土裂缝

中图分类号：U416文献标识码：A

引言

混凝土裂缝是道路桥梁工程中一种常见病害，对工程结构的稳定性和安全性构成重要影响。随着现代工程技术日新月异，混凝土的使用范围不断扩大，使用量也随之攀升。然而，由于材料、施工、环境等多种因素，混凝土裂缝的问题仍然难以避免。混凝土裂缝的原因复杂多样，涉及荷载、温度变化、材料特性和施工技术等各种因素。这些裂缝不仅影响结构的美观，更重要的是会严重影响结构的耐久性和承载能力，降低其承载能力和使用寿命，甚至威胁人们的生命财产安全。因此，研究道路桥梁工程中混凝土裂缝成因及对策显得尤为重要。

1 道路桥梁工程中混凝土裂缝成因

1.1 荷载裂缝成因

混凝土构件在受到外力作用时，荷载应力裂缝便会产生。在承受弯矩、剪力或轴向力的过程中，混凝土内部的应力分布会出现不均衡的现象。当荷载强度超过混凝土的抗裂极限时，拉区就会形成垂直于构件轴线的裂缝。而在剪力的影响下，裂缝则会呈现出与主应力方向一致的倾斜状态。此外，在轴向拉力的作用下，也可能会出现横向的裂缝。这些裂缝的宽度和深度会受到多种因素的影响，包括荷载的大小、受力特性以及配筋的布局。荷载的过载、反复施加或长期持续都可能导致裂缝的扩展和恶化。荷载应力裂缝通常表明结构性能下降，需要及时采取加固措施。荷载裂缝的发展过程与结构的变形特性有关。弯曲部件中的裂缝通常从底部向上发展，而剪切裂缝通常以45°角延伸。裂缝的发展也与施加载荷的方式和持续时间有关。冲击载荷很容易导致穿透性裂纹，而长期载荷可能会导致裂纹宽度的持续增加。结构设计时，应合理布置钢筋并采用有效的构造措施来防止裂缝的进一步发展。

1.2 温度裂缝成因

在混凝土结构的浇筑过程中，水泥的水化反应释放出大量的热能，导致混凝土内部温度急剧升高。由于表面散热相对较快，中心区域散热较慢，会出现明显的温差。在这方面，有必要精细部署各种措施，有效管控这种温差现象，从而确保结构的安全性和稳定性。内外温差的存在对混凝土的物理性能提出了严峻的挑战。如果温度梯度超过其抗拉强度的最大极限，混凝土内部将不可避免地经历应力积累，极端条件下裂缝将悄然发生。这类温差引起的裂缝通常被称作温度裂缝，严重危及工程结构的整体稳定性和长期可靠性[1]。

1.3 施工裂缝成因

第一，材料因素。在混凝土施工中使用性能不合格或配合比不当的原材料会严重影响混凝土性能，导致开裂。第二，工艺因素。不合理的施工工艺也可能导致施工裂缝，主要表现为：一是混凝土材料浇筑过程中采用不合理的工艺造成的渗漏、分层、离析等问题，最终导致混凝土结构裂缝；二是模板工程中的变形和模具膨胀等不合理施工因素造成的裂缝；三是混凝土表面处理不当、养护期间保温保湿不足或养护期间温度突然下降也会导致裂缝；四是道路桥梁施工过程中接茬和后浇带的不合理保留，或接茬处理中的质量问题，也可能导致开裂。

2 道路桥梁工程中混凝土裂缝的防控对策

2.1 优化工程结构布局

合理的结构布局和稳定的支撑体系是保证道路桥梁工程稳定和安全的关键步骤。合理的结构布局确保了工程结构内外各部分之间的承载力均匀，有效控制结构内力的分布，大大减少可能出现的应力集中现象。这种平衡的布局避免了结构的某个部分在承载过程中成为唯一的受压元素，而其他部分则无法承受所需的承载比。这种不合理的载荷分布很容易导致结构在长期压力冲击下局部损坏，甚至构成危险。另外，稳定的支撑布置可以确保整个道路桥梁工程结构的应力分布在异常载荷下保持平衡，如意外重量的增加，从而降低潜在断裂或弯曲风险。

2.2 严把混凝土材料质量

在道路桥梁工程施工过程中，应挑选性能优异的水泥、石灰和外加剂等材料。同时，根据混凝土的强度等级，合理调整配合比，确保混凝土的抗拉性能。在选择水泥时要优先考虑低热型和中热型水泥，并严格控制其用量。另外，还需综合考虑施工强度要求、气候条件和使用环境等因素，保证混凝土的强度和耐久性。在选用掺合料时，要关注其活性、颗粒形状和掺量等因素，进一步提升混凝土的整体性能。总体而言，原材料的选择应以确保混凝土结构的强度和耐久性为关键点。除此之外，科学配置混凝土比例能够保障混凝土的使用效果，比如精确控制水灰比和砂子含泥率等，以提高混凝土搅拌的均匀性。通过严格把控原材料质量，可以有效提升混凝土的抗拉性能，从而预防裂缝的产生[2]。

2.3 控制混凝土施工温度

综合运用多种策略有效控制混凝土的温度变化：一是使用低热水泥无疑是降低混凝土水化热的关键步骤。这种水泥在硬化过程中释放的热量相对较低，可以有效抑制混凝土的温升，大大降低温差引起的裂缝形成的可能性。二是在将混凝土倒入模具之前控制温度是一个关键步骤。这确保了混凝土浇筑作业始终保持在低而绝对安全的温度阈值内，保证了道路桥梁工程的建设质量和安全性能。三是加强混凝土表面的保温措施同样重要。混凝土浇筑完成后，应及时覆盖草帘、塑料薄膜等保温材料，减少混凝土表面的热量损失，保持内外温差的相对稳定，避免出现温差裂缝。四是保湿措施也不容忽视。为确保混凝土在硬化过程中不会因水分过快蒸发而出现干缩裂缝，应采取适当的保湿措施。可以通过向混凝土表面喷洒保湿剂、覆盖湿润的布料，或者定期浇水等方式，来保持混凝土表面的水分，确保混凝土的均匀硬化，并减少裂缝的产生。另外，还可以在混凝土中铺设循环冷却水管，降低混凝土内部的温度。注入适量的冷却介质，并添加缓凝剂、减水剂等外加剂，以延缓混凝土的水化过程，减少水化热的生成与积累。通过严格控制在施工过程中的混凝土温度，防止温差裂缝的产生，从而保障工程的施工质量及其长期稳定性[3]。

2.4 混凝土裂缝的修复加固

混凝土裂缝修复加固须根据裂缝破坏程度采用不同的方案：U型锚固技术在裂缝两侧设置钢筋锚杆，通过机械锁定防止裂缝扩展；对于受损程度较严重的区域，混凝土置换技术则是一个有效的解决方案，凿掉开裂的混凝土部分进行重新的高质量浇筑；钢板加固技术通过在裂缝部位粘贴坚固的钢板，大幅提升结构的承载能力；预应力加固技术则是通过施加预应力，调整并改善构件的应力分布状态控制裂缝的进一步扩展。修复方案的确定需要通过验算以确保加固效果，修复材料的选择应考虑其与原始结构的兼容性。

结束语

综上，为保证道路桥梁工程的质量和后期使用经验，在施工过程中应明确混凝土裂缝产生的原因，采取综合手段有效预防混凝土裂缝。通过规范施工工艺、优化施工技术、控制混凝土施工质量，保证道路桥梁工程的结构质量。

参考文献：

[1] 周兵. 混凝土裂缝的形成、处理和预防措施 [J]. 广东建材， 2023， 39 （09）： 137-139.

[2] 郭顺明. 混凝土裂缝产生的原因及防治方法研究 [J]. 散装水泥， 2023， （04）： 84-86.

[3] 张涛. 公路桥梁混凝土裂缝防治措施分析 [J]. 交通世界， 2023， （21）： 167-169.