橋梁施工中裂縫預防策略探析

趙桉

（中交公路規劃設計院有限公司，北京 100088）

1 引言

隨著建設交通強國理念的逐步深入，發展道路交通系統，夯實經濟社會發展的基礎設施根基，逐漸成為國家和地區發展中的重要工作內容。橋梁作為交通系統的組成部分，其建設除了可以壓縮區域間互通距離和交通通道時間外，還可以創造良好的交通體驗，增強人們的幸福感。雖然近年來我國橋梁的數量不斷增加，但橋梁質量管控始終是橋梁施工和維護中重點關注的現實性問題。在橋梁質量管控中，如何有效預防橋梁裂縫產生是重點性內容。現實中，造成橋梁產生裂縫原因的多樣性，以及橋梁裂縫可能產生的危險性，使裂縫預防成為橋梁施工質量管控的重要關注點。施工主體需要根據橋梁施工的現實情況采取行之有效的預防策略，防范橋梁裂縫的產生[1]。

2 橋梁裂縫產生的原因分析

橋梁從圖紙轉變為使用的實物需要經歷設計、施工、監理、運營管理等諸多環節，而在這些過程中，諸如設計疏漏、施工低劣、監理不力等因素都可能造成橋梁出現裂縫的風險。結合橋梁施工的實際情況來看，施工中容易引起橋梁發生裂縫的原因主要有以下幾方面。

2.1 荷載超限

荷載是橋梁結構所需要承擔的各種重力，如果施工中的橋梁結構實際承載的荷載超過了其本身可以承擔的重力，就會造成橋梁結構中的局部或者整體出現裂縫，進而發生明顯的結構性裂縫。從橋梁施工的角度來看，因為荷載超限而引發橋梁裂縫的原因主要在于施工人員對施工現場未進行認真、細致的考察，導致施工現場放置大量施工設備，增加了橋梁的外部荷載。同時，對施工中橋梁結構整體承載重力缺乏準確的評估，進行盲目施工，也是容易出現荷載超限的原因之一。例如，施工主體未對已經澆筑的橋梁結構進行受力測試，導致橋梁出現震動疲勞等現象，一定程度上削弱了橋梁實際的負荷力[2]。

2.2 施工材料質量不合格

橋梁工程的施工難度和施工規模均比較大，施工中所使用的材料也比較多，如果施工材料出現質量不合格的情況，勢必會導致橋梁質量出現問題，引起橋梁出現裂縫。實際上，在部分橋梁工程項目施工中，施工主體為了降低施工成本，會選擇使用一些質量不合格的材料，導致橋梁結構的穩定性和荷載量存在嚴重的缺陷，極易引起橋梁產生裂縫。

2.3 自然條件變化

目前，多數橋梁工程項目采取的是混凝土結構，而混凝土自身具有的熱脹冷縮性質使得橋梁結構會因為自然的變化而產生變形，進而出現裂縫。總體來看，可能引起橋梁發生裂縫的自然條件變化因素主要有溫度變化、日照變化等。其中，溫度變化指的是隨著一年四季溫度的不斷變化，橋梁結構會發生縱向位移，而當橋梁機構的位移受到結構或者其他因素的干擾無法實現時，就會發生裂縫；日照變化是由于橋面板、主梁、橋墩側面等部位受到暴曬后，溫度出現明顯的差異，使得橋梁的局部發生拉應力差，進而出現裂縫。

2.4 混凝土收縮

混凝土收縮現象是指當混凝土灌注成功逐漸凝結后，原來表面上含有的水分會逐漸消失，進而造成混凝土的體積減小。顯然，對于使用混凝土進行澆筑的橋梁而言，混凝土收縮會使橋梁縮水、體積減小等情況，進而引起銜接的橋梁版塊之間出現脫離，產生裂縫。同時，混凝土的收縮會引發混凝土自身應力分配的不均，進而在一定程度上加大收縮裂縫的發生。

3 預防橋梁施工中裂縫的對策

橋梁作為連接道路的重要媒介，一旦產生裂縫，勢必會威脅橋梁自身的質量和使用的安全。相關實踐表明，裂縫不僅會降低橋梁結構的穩定性，還可能會在使用過程中發生裂縫擴大，最終引發橋梁塌陷等危險性的事件。基于橋梁使用安全的考慮，有必要在施工過程中對橋梁裂縫進行必要的預防性干預，確保橋梁的穩定性和安全性[3]。

3.1 嚴格控制橋梁結構荷載

橋梁結構荷載控制是伴隨橋梁整個施工過程的裂縫問題預防控制點。施工主體要根據橋梁施工的不同進度、不同階段制定和實施差異化的荷載控制測量，確保橋梁荷載的合理性。在橋梁設計階段，設計人員要根據擬修建橋梁工程的等級、用途，以及橋梁施工現場區域內的地質地形、土壤、水文、氣候、溫度等因素，對橋梁的荷載進行綜合性的分析，確定科學合理的荷載，為橋梁施工提供相應的參考。在橋梁施工階段，施工人員除了嚴格按照設計圖紙上明確的荷載區間進行橋梁施工外，還要對橋梁的結構受力情況進行細化論證，為橋梁施工過程中的真正荷載控制提供現實性的參考。同時，要對施工進場的材料尤其是質量比較大的機械、設備進行嚴格的控制，避免不加限制地在橋面堆放各類施工機具、材料，減少橋梁的額外荷載。

3.2 加強施工材料質量管控

施工材料質量管控要講究動態性，即從材料選購、材料入場、材料管理和材料使用方面對材料的質量進行持續性的管理和控制。在材料選購時，材料采購人員要結合橋梁工程設計圖紙和項目施工的具體情況，選擇性能好、質量優的材料，從采購環節保證材料質量符合要求。例如，在大面積的混凝土施工中，可以選擇低熱型的水泥，并通過鐵鋁酸四鈣來降低普通水泥中的水化熱，也可以使用礦渣、火山灰等類型的水泥，來實現對混凝土結構固化時的溫度控制，降低成本的同時防止施工材料方面出現問題。在材料入場時，采購主體和施工主體除了要審查材料的數量和種類外，還要對材料的質量進行現場抽查，確保進場的材料在質量上符合質量要求。在材料管理時，材料管理主體要根據材料管理的實際情況，采取科學性、規范性的管理方法，避免材料因為長期暴曬、雨淋、堆壓等原因出現變形、變質等情況，確保材料的使用價值。在材料使用時，要對擬使用材料的質量再次進行檢查，確保材料質量符合要求。例如，在正式施工之前，先對水泥的水化熱進行測試，在測試達標以后再進行使用。同時，材料的使用要嚴格按照材料自身的使用說明和要求進行規范化、嚴格化的操作，避免隨意使用造成的材料錯用、誤用等情況。

3.3 加強施工環境控制

雖然施工現場的溫差、日照變化等自然條件的變化具有客觀性，但施工主體可以通過相應的規避或者干預措施來規避因為自然環境條件變化而產生的橋梁裂縫。對于因為溫差而發生裂縫的情況，施工主體在施工過程中要充分掌握橋梁工程使用的現實情況，對施工中可能遇到的溫差情況進行詳細的分析論證，明確溫差對橋梁裂縫產生的作用力，并采取相應的干預措施來減少溫差，使溫度變化對橋梁裂縫的影響降到最低。例如，施工人員可以根據工程圖紙中的明確要求，對混凝土的配比情況進行科學的調整控制，盡可能地降低混凝土內部與外部的溫差，減少水泥水化熱反應事件等。對于因為日照變化可能引起的裂縫現象，則要采取靈活的施工時間來規避日照差偏大的時間區間進行施工，將日照變化對橋梁施工的干擾和破壞降到最低程度。

3.4 注重橋梁施工中的養護

混凝土收縮引起的橋梁裂縫的發生雖然也具有客觀性，但可以通過相應的管理和養護措施加以防范和解決。在管理方面，施工主體要盡可能選擇優質的混凝土，將混凝土收縮的情況降到最低程度。在橋梁養護方面，在橋梁澆筑完成以后，要對橋梁的混凝土結構進行必要的養護，確保混凝土的收縮率在可控的范圍內。同時，在橋梁工程灌漿施工前，要對橋梁已經出現的裂縫、空隙等進行封堵、止漿堵漏，避免橋梁的裂縫、空隙擴大。

4 結語

近年來，隨著橋梁工程項目數量和規模的不斷增加，橋梁裂縫逐漸成為橋梁工程施工中普遍面臨的病害。通過分析發現，容易引起橋梁施工中出現裂縫的原因主要有荷載超限、施工材料質量不合格、自然條件變化、混凝土收縮等。考慮橋梁裂縫發生原因的多樣性，以及裂縫問題對橋梁穩定性和安全性的影響，施工主體在橋梁施工中要做到嚴格控制橋梁結構荷載，加強施工材料質量管控與施工環境控制，并在施工過程中和施工結束后注重橋梁養護，確保裂縫問題得到及時得到有效的解決。