橋梁裂縫在道橋工程中的影響

陳巨龍

摘要：經濟的高速發展，離不開四通八達的道路網絡。同時，道路工程的快速發展也對經濟的發展起到了及其重要的推動作用。橋梁建設是我國現階段較為重要的工程建設項目，也是我國交通道路的主要組成部分。為了能夠更好的提高橋梁建設的安全性以及舒適性，橋梁裂縫在道橋工程建設中的處理成為了首要解決的問題。

Abstract： The rapid development of the economy is inseparable from the road network extending in all directions. At the same time， the rapid development of road engineering has also played an important role in promoting economic development. Bridge construction is a relatively important engineering construction project in China at present， and it is also a major component of China's traffic roads. In order to better improve the safety and comfort of bridge construction， the treatment of bridge cracks in the construction of road and bridge engineering has become the primary problem to be solved.

關鍵詞：橋梁裂縫;荷載裂縫;溫度;收縮;道橋工程

Key words： bridge crack;load crack;temperature;shrinkage;road and bridge engineering

中圖分類號：U445.7+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0117-02

0? 引言

目前，我國公共基礎設施的建設與發展處在一個逐年增長的階段，隨著我國人均汽車保有量的增長我國建設并擁有完善的交通體系迫在眉睫。其中橋梁的建設更是緩解了諸多交通難題。橋梁建設的重要性可見一斑，在建設橋梁工程時如若質量沒把好關導致橋梁主體出現裂縫造成工程質量問題，從而橋梁垮塌這樣的事件也是偶有發生。如果采取一定的行為，可以相信有很大一部分裂縫是完全可以扼殺在萌芽狀態的。要想盡可能的減少橋梁工程建設中出現的種種裂縫所帶來的危害，就需要加強橋梁工程建設人員對橋梁裂縫危害的高度警惕。橋梁工程建設出現橋體裂縫的原因不只是單單的一兩種因素所能引發的，在更多的時候橋體出現裂縫，是各種各樣的原因綜合影響導致的。我國橋梁工程工作人員一定要述職橋梁裂縫產生原因，只有不斷的學習才能確保在橋梁施工過程中避免出現一些有害裂縫的產生，也只有更好的掌握施工技術才能為祖國橋梁建設盡一份力。

1? 橋梁工程產生裂縫原因

在進行橋梁工程建設時，橋梁主體由于各種原因會出現裂縫，那么在橋梁建設施工的時候其產生裂縫的主要原因可以分為以下幾種：

1.1 荷載裂縫

通常橋梁工程所提及到的由于荷載引發橋梁產生裂縫具體產生原理是由于混凝土橋梁主體在常規靜荷載、常規動荷載還有次應力等作用下產生的裂縫都可以被稱之為荷載裂縫，學術上將這些裂縫按照受力情況分為兩個類別一個是直接應力裂縫另外一個是次應力裂縫。

1.1.1 直接應力裂縫產生原因

直接應力裂縫的概念是由外部荷載作用在橋梁主體上所產生的裂縫，造成這些裂縫的原因一般有三種情況分別是：設計計算階段的計算問題、施工階段不規范施工的原因、橋梁使用階段荷載過大的原因。接下來我們一一分析這三種原因。在整個橋梁工程的初期階段需要對整個橋梁進行詳細的計算設計，因此就要要求在進行橋梁工程設計階段不能出現不計算或者直接忽略對橋梁結構的計算或者直接略過計算程序、橋梁數學模型計算不合理、橋梁實際所承受的荷載與假設荷載相差太大、荷載計算少項、內部受力與配筋計算失誤、結構安全系數不達標、設計斷面不足、鋼筋設置不合理、結構剛度不足、構造處理不當、設計圖紙交代不清等;在橋梁工程建設施工階段，堆積物荷載過大、現場工作人員沒有經過監理方的允許就胡亂施工不按規范流程、改變整個橋梁的受力點、不按照規范步驟進行橋體結構的安裝、施工人員未按照設計圖紙進行施工、改變結構受力模式、不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等;在橋梁施工完畢后橋梁的使用階段，會有超出橋梁設計荷載的重型車輛經過、遭受到車輛或者傳播的猛烈撞擊以及一些極端天氣帶來的惡劣影響。

1.1.2 次應力裂縫產生原因

次應力裂縫的產生原因是由于橋梁外部荷載所引發的次應力在橋梁主體上所產生的裂縫，由于次應力所出現裂縫的的原因有如下幾種：首先是橋梁主體在設計外荷載的作用之下，橋梁整體的受荷載情況與計算值產生較大偏差，進而導致橋梁的某些部位出現由于次應力的影響所導致的結構開裂現象;另外在施工隊在現場進行建設的時候橋梁的主體結構會頻繁的接受鑿槽、開洞、設置牛腿等行為，故而一定要按照標準施工，這些操作在常規計算中很難有一個準確的模擬計算，這類的計算大多是根據經驗來設置受力鋼筋。

1.2 溫度差異造成的橋梁裂縫

眾所周知混凝土有一個特別顯著的特征就是熱脹冷縮，當橋梁主體結構所在的外部環境溫度與橋梁結構內部的溫度出現較大的差異時，采用混凝土作為主要建筑材料的橋梁就會產生形變，這時候如果變形遭受到橋梁內部結構力的約束，這個時候我們就有理由認定在整個橋梁的內部出現一定的結構應力產生作用，如果出現這個應力的作用強于整座橋梁工程所采用混凝土的抗拉強度時，就會產生內外強烈的溫度變化，從而引發橋體裂縫的出現。有很多跨徑值相對較大的橋梁之間，溫度所產生的應力很有可能達到荷載應力更有甚者會出現超過荷載應力的情況。如何區分溫度裂縫與其他裂縫呢？就需要看溫度裂縫的主要特征，它是隨著溫度的變化而出現的裂縫。在橋梁工程建設中溫度所引發裂縫的主要因素是包括：年溫差、日照、降溫。

1.3 混凝土收縮引起的裂縫

在實際橋梁工程建設過程中，出現裂縫最常見的原因是由于混凝土產生的收縮現象所造成的的裂縫。造成混凝土收縮產生裂縫的主要原因有很多，分別包括：項目采用的水泥種類、混凝土的標號及混凝土的占比、骨料的種類質量、施工過程中的水灰比、采用何種外摻劑以及外摻劑的用量、橋梁結構的養護方法、施工過程中的氣候溫度等外部環境因素、澆筑混凝土的振搗方式及振搗時間。如何處理由于溫度變化所引起的結構收縮產生的裂縫？這種情況的解決方法是可以通過增配構造鋼筋來提高混凝土的抗裂能力，特別需要注意薄壁結構。在整體的構造配筋上更加適合使用細口徑的鋼筋通過較小的間距來進行布置，要求全截面構造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%～0.5%。

1.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫

在橋梁建設中，會出現由于施工方偷工減料沒有按照設計要求施工導致施工所使用的混凝土質量較差或橋梁結構混凝土保護層厚度不滿足要求等情況，一旦出現橋梁結構混凝土保護層過薄未能起到保護橋梁內部鋼筋的作用，就會造成橋梁內部鋼筋銹蝕，產生裂縫。如若發生鋼筋四周混凝土PH值下降，亦或是由于氯化物的作用，鋼筋周圍氯離子含量突然增高，這些原因都是造成鋼筋表面氧化膜破壞的原因，鋼筋結構中的鐵離子如果碰到了摻雜在混凝土之中的氧氣與水就會發生化學反應，鋼筋出現銹蝕，整個化學反應的反應物是氫氧化鐵，其體積是原來體積的2～4倍，因此混凝土內部膨脹出現鋼筋產生的銹跡滲到混凝土表面的現象。整個化學反應所引發的結果是鋼筋銹蝕，并通過鋼筋銹蝕是的結構內部鋼筋的有效斷面面積不斷變小，鋼筋與混凝土之間互相作用的力變弱，其結構承載能力也在不斷下降，與此同時也會引發其它形式的裂縫，使得鋼筋銹蝕更為嚴重，最終對整體結構造成破壞。

2? 橋梁裂縫施工現場控制

2.1 溫度預測分析

要進行橋梁裂縫的溫控措施和施工現場控制就需要進行溫度預測分析，提供結構沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況，從而制定好混凝土在不同條件下施工的溫度把控標準，才能更好的進行橋梁結構建設。

2.2 規范混凝土澆筑流程

在澆筑混凝土的過程中，要對混凝土澆筑流程進行規范，可以采用延緩溫差梯度和降溫梯度兩種方式來對整體澆筑過程的溫度變化進行有效把控，在進行混凝土澆筑之前需要有一個詳細規范的澆筑計劃，嚴格控制好混凝土的溫度變化范圍以及加強混凝土振搗，振搗棒移動的范圍、振搗棒插入混凝土的深度，以此來保證整個振搗過程的密實度，杜絕漏振和過振現象的發生，要按照規范標準保證混凝土的質量在一定標準，經過合理的振搗有著符合規范標準的密實度;在施工現場現場技術員要做好現場工作的協調管理，要保證隨時都有相應的、足夠的施工人員、建筑資源來保證整個橋梁工程順利按照施工計劃建設，攪拌站要隨時供應所需任何種類的混凝土，杜絕留下冷縫，在澆筑完每一個階段的混凝土之后，需要在第一時間實施行之有效的保溫措施并按照規范對施工結構進行合理養護。

2.3 隨時監測混凝土溫度

在橋梁工程建設施工過程中為了避免橋梁主體出現裂縫，就需要在現場施工時混凝土的內部與外部都設置若干溫度測點來對混凝土的溫度進行實時監測統計，在保溫材料放置的地方設置一些溫度測點，在養護水溫度測點處也需要進行溫度的實時測量。與此同時這些溫度測點所收集到的數據會由計算機收集并通過相應的運算進行分析探究。

2.4 通過通水冷卻

在橋梁工程建設施工中，可以通過運用薄壁鋼管，通過將這些薄壁鋼管分層澆筑在混凝土結構中，利用水循環來冷卻橋梁結構，當然在使用薄壁鋼管作為冷卻水管的時候需要進行防水試驗，否則一旦出現漏水或者由于薄壁鋼管阻塞造成蹦壞，就會對橋梁整體造成更為惡劣的損失。在做好完善的提前準備之后可以參考混凝土之間關于溫度這方面的數據收集統計，調控用于降溫的水管裝置的每分鐘水流流速與水的溫度等問題。

3? 在構造設計上對橋梁裂縫采取防裂措施

建設一個優秀的橋梁工程，需要注意很多方面，首先要有一個好的開端，做出適合的橋梁設計，根據施工場地當地的氣候條件、地理條件來進行與之相呼應的橋梁結構設計，有了好的開始也需要規范的監督只有這樣才能更好的開展施工，有一個合理的施工頻率，才能達到對資源的最大化利用。在橋梁設計階段可以依據懸索橋錨碇受力這一特點，在設計上挖掉結構中不是關鍵受力的混凝土部位，進而減少橋梁結構的體積與自重，通過土方壓重的方法，實現減少混凝土結構體積的設計構思。要更為充分地利用到混凝土在基坑有限條件，采用將微膨脹劑摻加進混凝土中，這樣就可以使橋梁結構在基坑的約束下形成一定的預壓力，達到補償混凝土內部溫度，收縮產生的拉應力，從而有效的避免混凝土裂縫的產生。

4? 結語

橋梁工程建設是我國交通基礎設施建設的重要部分，橋梁工程建設的質量直接關系到國計民生，擁有好的橋梁工程是人民的福祉。在橋梁工程建設的過程中會面臨許多問題，任何有可能影響到橋梁工程質量的因素都不能忽視，古語云：“千里之堤潰在蟻穴”，極言細節的重要性，在橋梁建設中要注意種種施工細節，不能因為個人失誤造成工程質量問題，建設務必將橋梁裂縫問題放在心上，一旦橋梁整體出現裂縫就需要立刻找出裂縫形成原因以及解決方案，要避免產生橋梁裂縫不僅僅需要從設計初期就全面考量，更要注重施工過程中的嚴格管理以及橋梁施工完成后的養護與管理，只有全方位的進行管理橋梁質量才能夠得到真正的保證。

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