枣庄市道桥工程有限公司山东省枣庄市277100
摘要：在公路桥梁混凝土工程实践中，从交付运营时起，或多或少就带有一定程度的裂缝，通过对施工材料质量的检验、施工过程各质量控制，采取不同的措施减少或避免裂缝的出现，保证结构件的稳定性和施工的安全性。
关键词：公路桥梁裂缝；原因；修补方法
一、公路桥梁施工中混凝土裂缝的产生原因分析
1、温度因素
混凝土材料具有与其他材料相同的热胀冷缩的性质，外部环境与内部的温度改变都会导致其发生变形，如果此类变形过程遇到约束就会导致结构产生应力，而应力超出混凝土自身的抗拉强度就会导致出现裂缝，这就是温度裂缝的诱因，而温度裂缝的特征就是其会随着温度的改变而扩展或者缩小。施工阶段对温度应力有直接影响的就是水泥水化热与养护措施。桥梁施工中如果遇到大体积混凝土，即厚度超过2m的结构，在浇筑后因为水化热的出现就会导致温度的内外差异，如果内部与外部的温差过大则会导致表面出现裂缝。而在混凝土中产生水化热的材料就是水泥。
2、材料因素
所谓的材料性裂缝主要是由混凝土的材料性质而决定的，混凝土是一种混合物，其中有水泥、砂石、水、外加剂等，其内部发生的不仅仅是物理反应也包括了化学反应。如果配置混凝土的材料出现质量差异，则会导致微观的结构性裂缝。如砂石的粒径小且级配不合格导致空隙大，从而增加了水泥与水的用量，这就影响了混凝土的收缩率；或者细砂的用量过大也会产生类似的后果。砂石中云母的比例增加就减弱水泥与骨料的结合性能，降低混凝土的强度。砂石中泥沙含量大，这样不仅造成了水泥与用水量，还会降低混凝土自身的强度而削弱了抗冻、抗渗的性能。砂石中含有有机质或者轻物质则会延缓水泥的硬化速度，降低混凝土的强度，尤其是早期强度的形成。同时各种掺合料也会影响混凝土的温度应力。
材料因素的影响在实际的工程中造成的影响不是独立的而是一个贯穿全过程的因素，如某工程中因为混凝土的材料质量影响，导致了混凝土浇筑堵管，进而导致混凝土出现裂缝。而实践中的资料显示：混凝土用水量不变的情况下，单方混凝土水泥用量增加10%而收缩率则会提高5%；而水泥用量不变增加水量，则混凝土的强度与粘结力都会下降，这样会导致裂缝的出现。
3、载荷因素
桥梁施工中混凝土结构施工完成后，已经施工或者正在施工的结构会对周围的结构产生载荷，这也是导致裂缝的一个诱因。
如弯曲性裂缝，在混凝土梁上存在一个弯矩的时候，就会导致此类裂缝。对受弯构件和压弯构件而言，弯曲裂缝首先是在弯矩最大截面的混凝土受力区域出现。如某工程中梁板跨中出现了混凝土裂缝就是因为其受到正弯矩的影响，并从底边开始向上发展。而施工中负弯矩则会出现在连续或者悬臂梁板的支座位置，方向是自上而下。
再如：扭曲性裂缝，主要是构件扭转和弯曲同时而出现的裂缝。这种裂缝是一种倾斜向形式，钢筋混凝土的结构在扭曲的作用下会出现多条裂缝，裂缝出现后会导致混凝土的保护层遭到破坏进而脱落。
收缩性裂缝混凝土材料本身具备一定的收缩性能，在某个项目中对混凝土的收缩性进行观测发现，在浇筑完成后的4～5h内混凝土发生剧烈的水化反应，分子的微观结构发生改变，出现泌水和蒸发，混凝土因失水而收缩，同时骨料会出现下沉，所以在混凝土没有硬化的时候就会出现塑性收缩。塑性收缩的量级会达到1%。而此时骨料下沉改变混凝土结构的形态，就会出现沿着钢筋裂缝；干缩也是混凝土施工中遇到的收缩问题，混凝土硬结后随着水温的蒸发其湿度明显下降，而混凝土的体积也会发生改变，这就是干缩。
二、防止混凝土裂缝的主要控制技术
1．使用膨胀混凝土。膨胀混凝土以其化学能——膨胀能作功，发挥补偿收缩的作用，贯穿于混凝土水化硬化的全过程。膨胀混凝土的膨胀源主要是在水化过程中生成钙钒石。
2．掺加合成纤维。由于钢纤维混凝土价格昂贵，近几年合成纤维逐步在工程中应用。它与钢纤维的区别在于：钢纤维的阻裂效应主要体现在阻止硬化混凝土破坏时的裂缝扩展上，使硬化混凝土在开裂后仍保持一定的抗拉强度，阻裂效应作用的结果是提高了硬化混凝土的变形能力；聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维属于合成纤维，阻裂效应主要体现在消除或减轻了早期混凝土中原生裂隙的发生和发展，使混凝土的塑性收缩减小。相对于大体积混凝土来说，合成纤维混凝土更适用于大面积混凝土结构中，即它可用于阻止或尽量减少大面积混凝土结构中裂缝的出现。
3．优化施工措施。混凝土凝结时间要求必须严格执行，由于桥梁部件普遍由大体积混凝土组成，混凝土的凝结时间对混凝土水化热的放热规律有着明显的影响。凝结时间过短，混凝土存在早强问题，明显加快水泥的水化速率，造成混凝土达到最高中心温度的时间缩短，峰值提高。
三、修补混凝土裂缝的常用方法和注浆法修补工艺
（1）灌浆法。1）聚合物灌注：基于丙烯酰胺聚合物或氨基甲酸乙酯的灌浆料，与水进行反应之后形成泡沫材料或者固态沉淀物，能够起到对裂缝进行封闭的作用，这种方法可以在周围环境较为潮湿的条件下使用。2）普通水泥灌浆：桥墩结构出现的裂缝，将硅酸盐水泥砂浆注入其中来达到裂缝密闭的目的。
（2）钻孔嵌塞法。桥梁结构中的裂缝通常使用这种方法来修补，如果有密封防水的要求，应该在将柔性沥青填入孔中来代替砂浆；如果灌注栓塞起到比较重要的作用，就要将环氧树脂灌注在孔中。
（3）表面封闭法。表面封闭法是指对公路桥梁出现的裂缝进行直接密封，从而防止水汽、化学物质和CO2等的侵入，其实内部结构不遭受进一步破坏。这种方法是最简单有效的方法，主要用于静止裂缝的修复。
（4）钉合法。当桥梁结构侧面裂缝必须要进行恢复时，比较适合的方法就是钉合法。尤其适合在对周围结构不产生影响的场合，对活动的裂缝进行锁定。用相对较长较薄的金属跨过裂缝将其嵌入到已经开好的槽沟之中，用环氧树脂基粘合剂或者无收缩砂浆对其进行固定。
（5）树脂灌浆法。在灌注裂缝的材料中最为常见的就是环氧树脂，它的机械强度较高，能够与混凝土中的多数化学侵蚀进行对抗，在0.05mm的裂缝中可以灌入树脂。
（6）聚合物侵入法。聚合物侵入法主要包括两种，一种是真空渗入法，一种是聚合物侵入法。重力侵入法，桥面、路面的不低于0.1mm的裂缝可以使用粘度较低的液态树脂来进行密封。在表面上涂刷树脂，或者临时在水平表面上构筑围堤。
（7）干嵌填法。将水灰比较低的砂浆用手工的方式连续嵌入到裂缝中，紧密的与原有的混凝土结构进行连接形成密实的砂浆。开一个宽约25mm、深约25mm的槽在裂缝的表面，对涂刷界面剂进行清理，将低水灰比的砂浆连续嵌入进去。
（8）表面附加钢筋法。普通钢筋：首先将裂缝进行密闭，然后进行钻孔对裂缝进行贯穿，位置约在裂缝平面的90°的方向，在孔内注入环氧树脂，再在孔中插入钢筋使之粘合在一起形成整体。在外部施加预应力：施加应力时使用后张法，使裂缝的封闭情况或者结构件的主要部分得到进一步的加强。
结束语：
随着经济的增长交通运输量也不断地提高，行车密度及车辆载重量也越来越大，公路桥梁的质量直接影响着行车安全和道路的畅通，避免公路桥梁混凝土裂缝原因，造成的路面塌陷或是桥梁坍塌。在公路桥梁施工当中，施工单位应严格按照国家有关规范、施工和监理，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。
参考文献：
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[2]郝崇飞.浅析桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及防治[J].民营科技，2016
[3]邓少辉，马双梅.浅谈桥梁混凝土裂缝原因与治理措施[J].科技促进发展，2015