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摘要：混凝土桥梁结构裂缝是我国桥梁建设中的重要问题，如何将桥梁基础理论与施工实践相结合，解决混凝土桥梁结构裂缝问题，是保证桥梁施工质量的关键。本文着重分析混凝土桥梁结构裂缝的成因。
关键词：桥梁工程；混凝土裂缝；成因
前言
在国家的桥梁技术飞速发展的进程中，大体积混凝土得以广泛的运用，其属于项目施工中的重要材料之一，体现出较强的抗压强度、良好的耐火性等优势，对国家建筑行业作出了积极的贡献。在应用混凝土材料时，人们只有深刻了解形成裂缝的原因以及解决多种裂缝问题的方法，才能保障桥梁工程的使用质量。
1.桥梁混凝土施工的相关概述
1.1混凝土的特点
混凝土的主要缺点是抗拉强度差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土结构都带有裂纹，并且只有一些非常细小甚至是不可见的（<0.05mm）的裂纹，才通常不会对桥梁的使用造成很大影响，并在允许使用的范围内。在载荷或外部物理及化学因素的作用下，一些裂纹继续产生并扩展。混凝土具有热膨胀和收缩的特性，当外部环境或内部结构的温度发生变化时，混凝土将变形。
1.2处理桥梁裂缝的注意事项
在检查桥梁裂缝时，检查人员应当认真记录裂缝的维度，确保数据真实可靠，并且根据数据做出记录图表。在分析成因过程中，要根据当地桥段的真实情况，找出主要原因。在处理裂缝过程中，首先要对裂缝的表面进行处理。对于裂缝问题比较严重的区域，施工人员可以先清除无用的混凝土，然后凿出凹槽进行处理。此外，还要注意清理周围的杂物及浮尘。在运用低压注浆法修补裂缝时，要及时记录裂缝的位置，标明间距等信息。在封闭裂缝时，需要注意做好裂缝检查工作，等到初凝不再外流之后才能将注浆嘴拆除。
1.3桥梁施工过程中防治混凝土裂缝的意义
桥梁裂缝产生的原因比较复杂、种类繁多，因此，对桥梁裂缝进行分析和研究不仅可以了解裂缝形成机理、裂缝危害性评定等问题，还为日后桥梁病害的综合治理提供技术前提和决策依据。这些裂缝会缩短桥梁使用寿命并增加桥梁结构的维护成本。公路是人类生活与活动的重要组成部分，其在交通运输中发挥着无可替代的作用。防治混凝土裂缝，能够提高桥梁的性能，使之更加耐用，保障其结构安全性。例如我国甘肃地区，虽然拥有丰富的资源，但交通还需进一步完善。甘肃地区冬季时间长，温度较低，山脉交错，很多区域常年处于冻土环境。甘肃的桥梁常年在寒冷的环境下运行，很多桥梁处于超负荷状态，需要维修和加固。桥梁裂缝防治施工能够有效减少安全隐患，预防桥梁坍塌的问题，并且减少重造桥梁投入的成本。
2.桥梁混凝土产生裂缝的原因
2.1温度变化引起的裂缝
正常情况下，当外界环境温度发生变化时，混凝土的结构也会产生一系列变化。如果环境温度过高或者过低，混凝土的内部结构会产生一定的应力，进而影响混凝土材料的抗拉强度。引起温度变化的主要因素主要有三点。首先，当温度下降至低于零度时，混凝土中含有的水会变成冰，导致混凝土体积变大。在这种情况下，混凝土会产生膨胀应力。同时，由于混凝土中的冷水在结构中重新分布，进一步加大了膨胀应力，进而导致混凝土强度下降，裂缝出现。因此，在冬季施工时，如果太早去除保温层或者遇到寒潮，都会导致混凝土强度下降，从而产生裂缝。其次，水化热也是一个重要因素。在施工过程中，桥梁会出现表面裂缝，这是因为浇铸后由于水泥水化发热量导致大体积混凝土（厚度超过2.0m）的内部温度很高，但内部和外部的温差过大。最后，在实际的施工过程中，如果出现焊接问题，会影响混凝土的强度。通过大量的实践证明，在高温环境下，混凝土强度会随着温度的上升而下降，因此需要有效控制混凝土内部的温度，避免焊接温度过高使混凝土材料产生大量的水蒸气，降低桥梁结构的稳定性。
2.2外部载荷引起的直接应力产生裂纹
对于混凝土桥梁来说，二次应力和常规静动载荷所产生的裂纹统称为载荷裂纹。
技术人员要综合分析施工对混凝土材料产生的影响。在设计阶段，要通过科学的建模分析，对施工方案的可行性进行了解，研究在现场施工环境中可能会产生的负面影响，避免出现钢筋套缺失或钢结构失衡等问题，需要细化设计图纸的技术参数。在施工阶段，施工团队要对各类材料进行质量检查，根据项目建设强度科学安排施工顺序，对预制结构进行强度测试。在项目验收阶段，施工单位要保证桥梁工程能够满足重型车辆的通行需求，并且避免车辆工程受到车辆和船舶的碰撞影响，具有一定的抵抗自然灾害的能力，保证工程的使用寿命。如果没有注意以上各阶段施工细节，都会导致裂纹的产生。
2.3外部载荷引起二次应力裂纹
产生二次应力裂纹的原因有以下几点。首先，受外部载荷设计的影响，因为桥梁运行的实际结构与常规计算有所不同，或者施工人员忽略了计算，从而在某些部位造成二次应力而导致结构裂纹。例如，两个铰接式拱桥的拱脚设计通常使用装饰的“X”形钢，同时需要减小应用力学和材料体积的截面尺寸。在设计铰链时，根据理论计算没有弯矩，但实际上铰链仍可以抗弯曲，结果会出现裂纹并引起钢的腐蚀。
其次，在桥梁混凝土施工设计过程中，往往需要进行常规的计算并进行仿真，对数据的精确度要求极高。实践研究表明，当施工队伍在进行桥梁工程的开挖施工时，施工设备产生的力流会在混凝土周围造成衍射情况，进而形成较大的应力集中问题。尤其是在大跨度连续预应力桥梁施工时，施工人员需要根据桥梁工程的横截面规格，科学安放固定锚头的位置，避免锚固段附近出现裂缝的问题，一旦忽视质量控制，会导致钢结构在使用过程中出现裂缝、形变等质量问题。在实际项目中，二次应力裂纹是造成载荷裂纹的最常见原因。二次应力裂纹是由载荷引起的，目前，许多平面框架有限元程序可以正确地计算由预应力和蠕变引起的二次应力。
2.4施工质量导致裂缝
在施工工艺层面，主要包括施工方法错误、使用的设备不合规定、施工程序错乱等原因。在施工材料方面，主要包括原材料质量不合格、钢筋混凝土使用不规范等原因。在监督管理层面，主要包括施工单位没有及时检查施工的细节、原材料的施工控制不到位、施工的流程出错等原因。这些问题属于施工的细节问题，但是直接导致了裂纹的产生。
2.5收缩裂缝
在实际施工过程中，如果施工区域出现剥离或短裂纹等情况，需要考虑钢结构是否受到破坏，技术人员要综合分析施工行为对桥梁横截面的影响，根据不同混凝土结构采用合适的应力模型进行分析。通常情况下，裂纹的特征有如下几个方面。第一，中央张力所产生的裂纹。桥梁工程各部件的横截面积间隔方式存在差异，在连接时螺纹钢固定方式存在问题，会导致桥梁垂直应力方向发生改变，进而在钢筋附近产生二次裂缝。第二，中央压缩所产生的裂纹。桥梁工程的组件会在平行应力的作用下产生平行裂纹，进而影响工程整体的稳定性。第三，承受弯曲所产生的裂纹。由于垂直方向的拉力会在结构部件边缘产生拉力作用，并向四周方向扩散，进而降低钢结构的稳定性。在实际施工过程中，裂纹之间会存在较短的细裂纹，如果忽视对钢结构的加固，没有采取合适的措施控制裂纹，会给桥梁工程埋下一系列的安全隐患。混凝土的抗压性是根本形成裂纹的原因。第四，由于大偏心压缩导致裂纹。在应变区具有较少钢筋的大偏心受压构件，和小偏心受压构件及挠曲构件相似。第五，由于小偏心压缩导致裂纹。在应变区具有更多钢筋的小偏心压缩和大偏心压缩构件，与中央压缩构件相似。第六，由于承受剪切力导致裂纹。当箍筋太密并沿梁端部在超过45°的方向上出现对角线裂纹时，就会发生斜压破坏。当箍筋合理时，会发生剪切压缩破坏，沿着梁端部的下部在大约45°的方向上会出现对角裂纹。第七，干缩所产生的裂纹。桥梁工程的横截尺寸会造成一定程度的结构干缩。根据力学原理，施工单位需要综合考虑截面和减震周数，避免暴露半径过大，加重桥梁结构的干缩问题。
3.结语
近年来，有报道称新建公路混凝土桥面裂缝增多，这是一个值得关注的问题。因为裂缝会导致钢筋腐蚀和混凝土劣化，从而降低使用寿命。总之，裂缝问题经常影响工程质量，甚至导致桥梁倒塌。本文旨在研究与混凝土材料、设计细节和施工人员有关的影响因素，这些因素会导致桥面板中早期横向裂缝的发生，分析了混凝土桥梁裂缝的成因，有助于研究裂缝处理措施，并有助于提高工程质量。
参考文献
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