市政橋梁施工中出現橋梁裂縫的原因分析

摘要：近年來，我國市政交通基礎建設得到迅猛發展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在市政橋梁建造和使用過程中，有關因出現裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的報道屢見不鮮。混凝土開裂可以說是“常發病”和“多發病”，經常困擾著橋梁工程。其實，如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加強對市政橋梁結構裂縫的認識，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫。本文主要對市政橋梁施工中出現橋梁裂縫的原因及裂縫處理方法兩個方面的內容進行了詳細的分析。

關鍵詞：橋梁施工；橋梁裂縫；原因；防治措施

在市政橋梁的工程中，橋梁產生裂縫問題是很難避免的。不僅僅因為工程施工的原因，更重要的是自身的應力所導致的。雖然目前橋梁結構存在的裂縫問題比較普遍，但是只要在設計和施工中能認識到橋梁結構常規裂縫機理，同時采取相應的一些橋梁結構裂縫加固處理技術，裂縫問題是可以減少甚至可以避免的。

一、橋梁施工中出現橋梁裂縫的原因

1.橋梁自身應力產生的裂縫。橋梁自身的應力產生裂縫的種類分為橋梁收縮引起的裂縫和溫度差異引起的裂縫兩大類，下面將對其具體分析。第一，橋梁收縮引起的裂縫問題。橋梁的收縮實際上是因為砼在進行凝固的時候內外的收縮不均勻，導致表面上的砼所受到的拉力遠遠超過了抗拉的強度，從而出現了橋梁的裂縫。市政橋梁在施工的過程中，混凝土筑后4 小時左右時，水泥水化的反應異常激烈和活躍，此時也是分子鏈逐漸產生和形成的關鍵時期。分子鏈形成的時候會出現泌水，這就說明混凝土并沒有完全硬化，這就導致塑性收縮的產生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水會逐漸蒸發，溫度也會下降，這時候混凝土的體積會減小，所以會出現縮水干縮的情況。

2.溫度性裂縫。第一，溫差的影響。一年中的溫度差緩慢的變化著，四季溫差雖然幅度變化不大，但是我國一般以冬夏的溫度作為變化幅度，尤其是以一月和七月的平均溫度為溫度變化幅度。這樣對橋梁結構的影響可想而知，溫度差影響橋梁結構，主要將導致橋梁縱向的位移。當結構發生位移受到一定的限制時，就很容易引起溫度裂縫現象，如常見的拱橋和鋼架橋等。因為混凝土有蠕變的特性，所以在年溫差范圍內進行計算時，不可忽略對混凝土彈性實現一定程度的折減。第二，高強度日照的影響。由于橋面的板塊和橋主梁以及橋墩的一面受到陽光強烈的照射，使橋梁整體受熱不均勻，被曝曬的地方溫度明顯比其他地方的溫度高，橋梁的溫度呈非線性式的梯度分布結構。又因為自身對受力的約束，使得橋體局部的拉力和應力較大，引起裂縫的出現。第三，突然降溫的影響。日照和驟然降溫是使道路橋梁出現結構溫度裂縫最為常見的原因。如果正常的天氣突然下大雨或者突然來冷空氣，會導致橋體的表面溫度驟然下降，甚至是日落都會引起結構外表溫度的降低。但是橋梁的內部溫度卻下降的很緩慢，這樣，內外溫差引起的橋梁溫度梯度，直接會導致橋梁結構裂縫。在對日照以及突然降溫進行內力計算的時候，可以把設計規范起來，并結合實際橋梁的資料進行計算，而混凝土的彈性量則不需考慮折減。

3.橋梁荷載作用下產生的裂縫。荷載裂縫一般是指混凝土橋梁在常規的動靜狀態荷載以及橋梁的次應力下產生的裂縫。荷載裂縫主要分為直接應力裂縫和次應力裂縫，直接應力裂縫就是指橋梁在物體的直接荷載下引起的外部應力產生的裂縫。這種裂縫主要是橋梁表面的荷載超過了它所能承受的應力。次應力裂縫是指橋梁在外部荷載的基礎上所引發的次生應力所產生的裂縫。

二、橋梁裂縫常見裂縫處理方法

市政橋梁裂縫常見的處理方法有二種，即表面封閉修補法、壓力灌漿修補法。由于橋梁出現裂縫的原因各種各樣，所以處理裂縫的方法也須根據實際情況來進行判定。

1.表面修補的具體做法是沿著混凝土裂縫的表面鋪上薄膜材料，在施工的時候將混凝土的表面用刷子打毛，將混凝土表面的裂縫填平。也可以采用瀝青進行修補縫合，但是這種方法的漿液很難灌入。表面修補的方法適合運用在裂縫很淺的橋梁上，即橋梁內部并沒出現裂縫，基本穩定，為了防止出現更大的裂縫，可以采用表面修補的方法。表面修補法可以采取將混凝土或石灰填充裂縫的方法，也可以在裂縫的表面進行抹灰的方法，這些方法非常簡單，工程不大。但是它能阻止裂縫變大，從而導致橋梁的鋼筋受到侵蝕，出現深層裂縫。

2.壓力灌漿法分為水泥灌漿、化學物質灌漿。噴漿修補是一種在經過處理的裂縫表面，噴射一層密實的水泥砂漿保護層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結構表面的剝離部分除去。再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。水泥灌漿適合橋梁的裂縫分布不均勻的情況下使用。化學物質是一種新型的橋梁裂縫修補方法，它主要采用先進的化學材料修補裂縫，可以在很大程度上改變灌漿材料的性能。它的優勢在于可以將很細的裂縫進行修補，而且操作非常簡捷，修補的效果非常好。化學灌漿法現在已經在橋梁裂縫的修補方面得到了廣泛的應用。

三、工程實例

該橋新修建于某城市的一條河流上，全橋總長1200m，其中正橋長860m，北岸引橋長200m，南岸引橋長140m；橋寬22.5m，其中車行道寬18m，設4車道，車行道兩邊的人行道各寬2.25m。橋身為三聯連續橋梁，每聯3孔，共8墩9孔，采用混凝土箱型梁簡支結構。施工中防治裂縫的主要措施有如下幾條。

1.施工前進行準備，嚴格按照設計的混凝土配合比進行混凝土攪拌和后續養護，確保混凝土的均勻性和流動性。

2.綁扎鋼筋之前，應對鋼筋進行徹底的除銹工作，以確保鋼筋的表面具有很好的金屬光澤。同時要求鋼筋在加工場地加工成型后運往現場安裝時，其規格、型號、間距、接頭位置等具體參數要符合設計圖紙和施工規范的要求，應在鋼筋層間留足間距，并在鋼筋外層與模板間設置一定的混凝土墊塊。

3.對模板及支架的承載能力、剛度和穩定性進行嚴格校核，施工前對支架進行預壓，消除支架非彈性變形，并測出彈性變形值以便立模預留拱度，同時在安裝模板時確保符合規范和設計要求，在未達到混凝土要求的強度時不可拆模，一切按照施工技術方案進行。

4.在澆筑混凝土前應對模板和支架、鋼筋及其保護層厚度、預埋件、預留孔等進行詳細的檢查，確認無誤后進行澆筑。在澆筑過程中，混凝土的拌和、運輸應滿足連續澆筑的要求。澆筑中要細心觀察，防止鋼筋、模板、墊塊及預埋管道的移動和變形，振搗要始終保持密實。澆筑的過程中采取一定的散熱措施，可有效降低混凝土的溫差，減少因溫差而產生裂縫的可能。

5.在混凝土凝固后采取覆蓋、灑水等措施進行細心的養護，避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力干擾等。一般來說，對于普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥的混凝土，養護時間不得少于7d；對于有抗滲要求的混凝土，養護時間不得少于14d。冬季施工時不能直接澆水養護，應用塑料膜和其他保溫材料進行保溫、養濕等。

6.橋梁設計的時候，對結構的施工順序已經進行了考慮，在施工中如果沒有重大變化，要嚴格按照施工順序進行施工，避免因施工不當引起附加應力而產生裂縫。

在施工的過程中，充分考慮橋梁的各方面，力求做到減少橋梁裂縫的產生。當橋梁出現淺層的裂縫時，應該積極做好修護工作，避免裂縫的進一步擴大。在市政橋梁結構的設計中，應該進行合理的設計與預防。在原材料的購買上，應該非常慎重，將原材料的質量放在首位。在施工的過程中，應該充分考慮施工的合理性與科學性，注重效率的同時，更應該保質保量，嚴令禁止“豆腐渣”工程。橋梁結構裂縫多種多樣，無論從表面裂縫還是上部結構裂縫或下部結構裂縫均有相應的成熟的加固工藝，在實際運用中應綜合考慮各種因素，充分弄清裂縫形成機理方可針對性的提出加固措施，才能實現橋梁的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]劉宗智.淺談橋梁工程施工中混凝土裂縫原因與防治[J].科技風，2010（3）：87-88.

[2]顧慶. 橋梁施工裂縫原因和防治措施的研究[J].交通標準化，2011（5）：13-15.

[3]顧旭.淺談橋梁施工裂縫成因及防治措施[J]. 黑龍江科技信息，2012（2）：31-32.