橋梁施工中出現橋梁裂縫的原因探究

霍一波

摘 要：橋梁結構中，橋面裂縫是較為常見的工程主要危害，嚴重情況下會危及整個橋梁的安全。從橋梁設計及施工技術層面分析，市政橋梁工程也出現了前所未有的技術革新，無論是從橋梁的設計還是橋梁結構的施工方面都有很大的創新，然而市政橋梁結構裂縫時影響橋梁逐年加固的重要因素。本文以市政橋梁結構裂縫為主要研究對象，從分析裂縫產生原因談起，闡述市政橋梁結構裂縫加固技術處理的研究，供相關的設計和施工工作者以理論參考。

關鍵詞：橋梁結構；裂縫；分析；原因；研究

0引言

橋梁工程是連接城市主干道路交通，跨越障礙物的主要建筑形式，根據其跨度或者橋面寬度等，可以分為特大橋、大橋、中橋和小橋等。其施工質量和裂縫的加固除險工程越來越受到關注。同時，作為市政工程中連接道路的主要工程，橋梁的規劃設計得到國家的大力支持，不管是政策還是從資金上都加大了投入。市政橋梁工程中的裂縫是其最容易出現的一個質量問題，這也似乎成為橋梁工程中不可避免的問題。但是，只要找到產生裂縫的原因，根據橋梁的類型和施工特點分析如何解決相關的裂縫問題，就會使得橋梁裂縫質量問題得到很大程度的解決。

1 市政橋梁結構裂縫產生的主要原因

1.1由于橋梁自身應力的影響

橋梁的自身應力主要分為兩種，一種是橋梁收縮引起的形變，另一種是由于外部環境的影響，主要是溫度的影響，即橋梁受熱時膨脹，受冷時收縮。橋梁收縮引起的形變主要是由于是在施工過程中，混凝土在進行凝固時，由于內外空間混凝土的收縮不均勻，導致整個混凝土表面的抗拉的應力遠遠大于其底部抗壓的應力，所以會造成一定程度的裂縫。

另外，混凝土在進行凝固硬化的過程中，混凝土表面的水分會逐漸被蒸發，溫度也會逐步下降，從而導致混凝土自身的溫度降低，導致橋梁不斷收縮，體積減小。第二種情況，由于溫度的不斷的變化，導致橋梁混凝土的收縮和膨脹不斷發生，溫度差異會引起橋梁結構的整體散熱，在溫度的變化影響下，導致橋梁混凝土的溫度引起的應力，遠遠要大于橋梁自身的強度，從而引起橋梁裂縫的產生。每年溫度交替變化，尤其是在我國的東北地區，冬季的夏季溫差大，所以大部分的橋梁裂縫都是由于溫差變化引起的。

1.2橋梁荷載引起的裂縫產生

橋梁的荷載一般可分為自身荷載和外部荷載。由于橋梁荷載引起的裂縫叫做荷載裂縫，其形成的機理主要是由于混凝土橋梁在動靜狀態荷載和自身荷載作用下產生的裂縫，荷載裂縫主要體現在其橋梁的表面荷載超過了它所能承受的應力。由于橋梁的固定荷載和外部荷載的作用，導致橋面結構承受力的程度及相應的對整個橋梁橋面裂縫出現的程度也不相同。因此，為了保證整個橋梁結構的安全性，將橋梁的荷載在設計時進行細化，將各種因為荷載造成的橋梁橋面的裂縫產生的現象進行分析，以保證全橋裂縫寬度的縮小或者盡量控制裂縫的產生。

1.3 混凝土凝固收縮導致裂縫的出現

在橋梁施工過程中，現澆混凝土完畢后，混凝土會在溫度和時間的變化下進行凝固，整個凝固的過程也是混凝土的體積逐漸變小的過程，在混凝土的表面進行收縮的過程中，其收縮后的形狀大都是細密狀，且形狀大小不一，各不均勻。在混凝土較高梁的部位會產生豎向的裂縫，此種裂縫的出現會嚴重影響整個橋面結構承載力的能力，進而擴大裂縫的寬度，影響整個裂縫的后續填補作業。除此之外，混凝土材料中泥沙含量較多的其易產生裂縫，這種混凝土的結構，中間粗，兩頭較細，承受壓力的能力較弱，易在橋面產生裂縫。

2 橋梁橋面裂縫相關檢驗措施

2.1橋梁工程基本狀況分析

橋梁的主要作用是跨越障礙，連接路面道路，從而保證整個交通的順暢。橋梁建成通車后將大大緩解相應地區的運輸壓力，對于途經地區的經濟發展也將起到拉動作用。對于橋梁的主要結構來說，主要有橋梁的跨度、橋面凈寬、橋面的輔助結構自重及相應的荷載，包括人群荷載、橋梁自重及汽車荷載等。

2.2橋梁裂縫的普查

在車輛荷載進行相應的實驗之前，對該混凝土簡支梁進行了詳盡的裂縫普查，普查結果發現該橋的左右半幅的橋面上已經存在了很多的裂縫，且裂縫較為明顯。現對發現的裂縫進行詳細描述。

左邊半幅的裂縫寬度較大，兩處縱向裂縫主要位于距離橋面邊防撞墻2.1m處，最大的裂縫寬度分別是0.40m和1.09m；在右邊半幅的裂縫寬度較小，兩處縱向裂縫主要位于距離橋面邊防撞墻1.8m處，最大的裂縫寬度分別是0.20m和0.89m.

在各種情況的汽車荷載作用之下，左右半幅橋面上各處縱橫向裂縫的最大寬度基本沒有變化，縱橫向裂縫較穩定，觀測到的最大裂縫寬度基本沒有明顯的發展。但是，由于結構的部分裂縫寬度超過規范的限定值，建議在市政橋梁的今后使用中應注意裂縫的定期監測。

2.3 裂縫跨度的驗算

從經驗公式及實際的工程案例分析，鋼筋混凝土橋梁裂縫寬度的計算有兩種，分別是以力學模型為基礎的計算和以數理統計為基礎的橋梁裂縫寬度計算。這兩種計算橋梁裂縫的方式需要根據實際的工程現況去分析并選擇合適的計算方式。在實際的工程案例橋梁裂縫的計算中，其計算裂縫的機理又是不一樣的，國外最先對橋梁裂縫寬度的計算進行了相應的規范化，國內隨后也出具了相應的規范計算書，從現階段橋梁工程裂縫寬度的計算模式來看，選擇最多的額就是以統計為基礎的經驗公式計算法。

1950年我國橋梁研究專家借助國外的橋梁裂縫計算公式，結合我國實際橋梁裂縫的加固工程案例，利用國內工程案例中的試件進行了橋梁裂縫寬度計算的數理統計分析，主要分析了不同形狀的構件的最大裂縫寬度，其中 T 形、倒 T 形和工字形截面的各種受力構件的最大裂縫寬度的計算公式已推算出來，并根據

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》 的相關計算要求，鋼筋混凝土構件在正常使用極限狀態下的裂縫寬度為0.20mm。

3 市政橋梁裂縫工程加固技術處理措施

3.1橋梁表面填縫技術

橋梁表面的填縫作業主要是在裂縫加固施工過程中，在裂縫的表面鋪裝一層薄膜，在施工時用干凈的毛刷將裂縫處刷干凈，并利用填平材料將裂縫處填平。表面填縫修補適用范圍較小，主要適用于橋梁跨度小，且裂縫寬度和深度較小的橋梁。

3.2壓力灌漿修補作業

壓力灌漿的使用材料可以分為好多種，比如水泥灌漿、石灰灌漿和化學物質灌漿等。每一種灌漿材料的施工方式不同，壓力灌漿是在裂縫處以壓力作用將漿液噴注在相關的裂縫處，在噴注前要將灌漿液充分的調節均勻，并且按照施工要求保證漿液的粘結性；然而水泥灌漿的裂縫修補方式主要適用于橋梁裂縫的不均勻情況下，而石灰灌漿則主要適應于裂縫均勻且深度及寬度較大的橋梁。

3.3鋼板填筑

鋼板填筑的主要方式是將鋼板重新綁定連接裂縫產生的兩端，并利用膨脹栓等設備將鋼板進行加壓。此種方式主要適應于大跨度橋梁，且裂縫寬度較大，不適宜進行表面填補或者噴漿作業的情況。

4 結語

綜上所述，市政橋梁結構裂縫是影響橋梁工程質量的主要因素，裂縫的產生影響因素較多，需要對產生裂縫的橋梁進行整體的評估，找到產生裂縫的主要原因，并及時進行修補，從而保證整個市政橋梁工程的正常運轉與使用。

參考文獻

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[2]張建強.橋梁結構裂縫及常用維修法[J].筑路機械與施工機械化，2005（6）。

（作者單位：中交一公局第七工程有限公司）