橋梁裂縫產生的原因及處治措施

馬明飛

（新疆交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

近年來，國內交通運輸活動頻繁，為了滿足車輛日常行駛的線路要求，各地政府積極投資橋梁工程建設，以緩解單一地面交通造成的不便。橋梁是現代交通系統的基礎設施，將其架設于地面或水域之上，與地表公路組成互通式交通系統，滿足了高流量交通行駛的作業要求。橋梁勘測結果顯示，早期建成的橋梁設施約30%都出現了不同程度的病害，若不及時處理將影響到交通運行的安全性。

1 興建橋梁工程的作用

事實證明，交通運輸水平已經成為影響區域經濟發展的一個關鍵因素，解決地區交通問題對促進經濟產業升級的作用顯著。改革開放前期，我國建設的一批公路工程正式投入使用后，各地區在政治、經濟和文化等方面取得了令人矚目的發展成就，國民經濟總收益水平以12.6%的幅度增長，充分顯現了交通工程的社會價值。鑒于交通行業的快速發展，我國開始追求建立多樣式的交通設施，以減小公路承擔的運輸壓力。基于實際情況分析，興建橋梁工程也起到了多方面的作用。首先，推廣橋梁工程實現了交通系統的多元化改造，不再僅限于傳統公路運輸的形式，改為由公路、橋梁共同組成的互通式交通；其次，興建橋梁工程緩解了交通壓力，保持了車輛暢通行駛于公路之上，避免交通擁擠帶來的不便。

2 引發橋梁裂縫的相關因素

橋梁工程逐漸成為社會交通系統的重要組成部分：一方面，其架設于地面之上，充分利用了空間資源，避免對地面交通造成不利的影響；另一方面，橋梁設施應用于城市交通之后，也面臨多方面的病害風險，對橋梁結構產生了巨大的破壞作用，縮短了其使用壽命。裂縫是橋梁最為常見的病害之一，導致裂縫形成的因素有很多種，這也給施工單位檢修處理帶來很大的困難。筆者結合施工經驗，總結出橋梁裂縫形成的內因和外因（如圖1所示）。

2.1 內因

內因主要是針對橋梁結構自身建造時產生的裂縫而言，這與橋梁工程施工作業存在著較大的關聯。

圖1 橋梁裂縫的成因

2.1.1 材料

我國橋梁工程采用了鋼筋、混凝土混搭使用的材料筑造，這是構成橋梁設施的基本要素。材料質量不合格會直接破壞結構的耐久性，主橋裂縫病害的發生率也持續上升。有的施工單位為了加快作業進度，新材料運輸至現場后未經抽樣檢測就直接使用。使用劣質材料減弱了橋身的承載性能，經過一段時間便會出現明顯的裂縫。

2.1.2 工序

施工工序是對混凝土材料的處理過程。現場人員操作不當也會造成一定的裂縫病害。由施工工序引起的裂縫行為較復雜，如：施工人員的操作流程不科學，隨意更改圖紙上標注的筑造工藝；材料使用順序前后顛倒；未對主橋結構采取必要的支護措施；建造質量驗收不及時；沒有發現潛在的裂縫病害隱患等。

2.2 外因

外因是針對橋梁所處區域的外在環境而言，這也是造成橋梁裂縫的關鍵因素，發現不及時均有可能導致裂縫的出現。

2.2.1 溫度

不同地區的氣候環境不同，橋梁所處的溫度條件也存在明顯的差異，溫度交替變化造成了橋梁結構的收縮、變形等結構突變，鋼筋或混凝土“熱脹冷縮”從而產生了裂縫[1]。目前，舊橋勘測數據顯示，約50%以上的橋梁裂縫都與溫度變化有關，這已經成為引發橋梁病害的主要外因，也是一種不可預測的異常變化。

2.2.2 荷載

橋梁結構設計時對承重載荷的預測量偏小，沒有考慮將來交通荷載增加造成的承載壓力，鋼筋混凝土承受荷載超標而瞬間性產生裂縫。如：橋梁體均有一個設定的荷載指標，當橋梁上車流量過多形成了巨大的荷載力，橋身便會立即發生脆性形變，橋面產生的裂縫會蔓延至橋墩及其他結構，最終出現更大的縫隙。

3 橋梁裂縫出現后的處理措施

新時期城市及農村地區面臨著新的發展環境，地區經濟必須在交通設施改造的帶動下才能持久發展，興建橋梁工程是保障社會經濟發展的基本條件。鑒于橋梁在現代交通運輸體系中的重要作用，施工單位必須要制定綜合性方案解決橋梁裂縫問題，避免其對交通造成干擾。根據橋梁裂縫形成的相關因素，應重點從材料、工藝、溫度和修補等方面及時處理，防止裂縫延伸而引起更大的破壞。

3.1 材料控制

材料是橋梁工程筑造的基本元素，控制原材料質量對裂縫病害具有防范作用。除施工操作應嚴格按照施工技術規范的有關規定進行外，還應對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）進行嚴格的抽樣檢驗，選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥，在條件允許的情況下，盡可能采用普通水泥、火山灰水泥等收縮性較低的水泥[2]。此外，配合比設計人員應深入現場，監督施工現場的澆搗工藝、操作水平、構建截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度。

3.2 技術控制

處理橋梁裂縫最根本還是要利用先進的施工技術，結合裂縫形成后的現狀采取處理措施，抑制裂縫破壞力的擴大。橋梁裂縫的處理方法很多，施工人員可根據情況選用。比較常用的技術：一是修補法，即對裂縫表面層進行適當的修補，使開裂處被樹脂保護膜粘合，起到了加固、抗滲等作用；二是開鑿法，適用于裂縫嚴重的結構處理，如處理橋梁深度裂縫時，先將裂縫處鑿開一定的深度，再重新填補砂漿或粘合膠進行密封（如圖2所示），可起到較好的加固保護作用。

圖2 聚氯乙烯膠的應用

3.3 質量控制

現場正式動工期間，應對橋梁施工質量進行嚴格的控制，做好質量指標的審查與調控工作。如：澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振。振搗時間過短，振搗不密實，則形成的混凝土強度不足或不均勻；振搗時間太長，會造成分層，粗骨料沉人底層，細骨料留在上層，使得強度不均勻，上層易產生裂縫[3]。為了避免這些問題的出現，施工單位要積極提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡，徹底杜絕裂縫的形成。

3.4 溫度控制

對于這一類原因引起的裂縫，主要有以下控制措施：首先，通過改善骨科級配，采用干硬性混凝土，盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，降低水化熱[4]；其次，在混凝土中摻加一定量具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間；再次，高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度，防止裂縫蔓延而造成更大的破壞。

4 結語

橋梁對交通系統建設有著多方面的作用，集中表現在其交通價值、經濟價值、工程價值等多個方面。鑒于國家對交通設施改造活動的高度重視，未來各地區在執行工程改造方案時必須嚴格控制橋梁改造質量，重點防范各種裂縫病害的出現。這就要求施工單位根據分析得出的裂縫成因，制定針對性的病害處理方案，緊急檢修橋梁裂縫以恢復正常的施工秩序，保持橋面交通的暢通。

[1]林貝貝.談興建橋梁工程對社會交通的推動作用[J].貴州道路施工，2010，26（12）：82-84.

[2]劉磊.關于橋梁裂縫產生原因的分析及處理措施[J].科學之友：B版，2006，11（5）：21-23.

[3]宋勇.基于行業科技創新指導下的橋梁病害處理[J].地質勘測，2010，15（11）：88-91.

[4]常國平.地理環境對路橋結構穩定性影響分析[J].南通建筑規劃，2010，30（6）：19-22.