橋梁施工裂縫成因及防控措施研究

譚俊杰

（中咨公路養護檢測技術有限公司，北京 102200）

0 引言

橋梁工程在使用過程中出現裂縫問題不僅影響工程的使用壽命與使用效能，而且直接關系國民出行的安全性與舒適性，是當前建設施工單位急需解決的問題。因此在這樣的社會背景下，施工單位應當結合工程施工現狀科學合理地選用各種新型工藝技術，在降低施工成本、提高施工效率的同時，最大限度地避免橋梁在使用過程中出現的橋梁裂縫問題，消除安全隱患，并達到防患于未然的目的。

1 橋梁施工中裂縫問題的危害

一般情況下，橋梁在投入使用后橋體出現裂縫是一個非常值得重視的問題。施工單位應當根據裂縫形成原因制定科學合理的解決對策，以減少裂縫問題對橋梁整體性和國民出行安全性的危害。此外，橋梁出現裂縫問題還會引發橋梁損毀或結構變形，既影響了橋梁的荷載能力，又影響了橋梁的使用性能，因此施工單位應當最大限度地避免裂縫的產生和擴散[1]。

1.1 對橋梁結構的危害

就當前情況而言，橋梁在施工及使用過程中出現裂縫問題的原因是復雜多樣的，其中最直接的就是受極端或惡劣外界環境因素的影響，一方面混凝土的膨脹問題受溫度變化的影響，另一方面施工的進程還受天氣的限制，包括降水、降雪都會導致不同時間的停工，給施工進度和施工現場帶來不便。因此，在自然環境多變的背景下，橋體結構的穩定性極易受到影響，以至于在建設或未來使用中出現裂縫問題，從而對橋梁的整體性造成破壞，甚至還會出現損毀、下陷或坍塌等問題，在一定程度上影響了橋梁的穩定性和安全性，不利于國民的出行和社會經濟的發展。在這樣的背景下，為了防止橋梁整體出現結構性破壞，施工單位應當結合實際現狀分析公路橋梁裂縫出現的成因，包括施工材料、施工技術以及施工方案等，并及時對裂縫處進行填充封堵，起到加固橋梁和延長使用壽命的目的[2]。

1.2 對橋梁穩定性的危害

橋梁工程不僅是國民出行安全與出行舒適性的保障，同時還是衡量一個國家科技發展和建設水準的綜合性指標，因此施工單位應當結合橋梁施工的環境因素、實際現狀、設備因素、材料因素，科學合理地設計施工方案，避免車流量和總荷載量對橋梁整體性的影響，最大限度地提高橋梁使用的經濟效益和社會效益。但值得注意的是，部分橋梁工程在建設及使用過程中，容易受到設計、材料、施工、荷載等因素的影響導致橋梁裂縫的出現，造成橋梁施工質量的下降和工程的延期，甚至為國民出行帶來一定的安全隱患。因此，橋梁裂縫的出現危害性極大，一方面受自然因素的影響，橋梁出現裂縫會引起水流進入橋體的內部，引起混凝土結構水解，裂縫進一步擴大和發展，對鋼筋混凝土的結構穩定性造成了極大的負面影響；另一方面隨著裂縫的出現，裂縫附近的橋體結構包括鋼筋、金屬構件等也會受到水、空氣等自然因素的侵蝕和破壞，最終導致橋體內部金屬結構出現銹蝕，引起裂縫進一步擴大和發展，在一定程度上對橋梁的整體性造成了破壞[3]。

1.3 對橋梁壽命的危害

橋梁工程不僅是公路的主要功能點和連接點，還是衡量我國社會經濟發展水平的重要標志。因此，在建設施工和投入使用過程中相關人員應當加大對橋梁裂縫問題的重視程度，并根據實際成因制定科學合理的解決對策，一方面明確裂縫問題給橋梁帶來的危害，另一方面還要做到及時維修和保養，避免裂縫進一步擴大發展，最大限度地提高橋梁的使用壽命和使用性能。在實際建設使用過程中，一旦橋梁出現裂縫問題不僅會影響結構的整體性，而且會對使用壽命和使用性能造成一定的危害。比如，受自然因素或者橋梁質量因素的影響，在使用過程中一旦出現裂縫問題不僅會加劇橋梁內部混凝土結構破壞，而且在外界因素和水分同時滲透和作用下，還會導致混凝土原料出現化學反應，導致裂縫朝著更深更寬的方向擴大，降低混凝土結構的安全性和力學性質，最終影響橋梁的使用壽命，給橋梁帶來不可逆轉的危害，在一定程度上影響了我國交通事業的穩定有序發展。

2 橋梁施工中裂縫形成的原因

2.1 荷載因素

受橋梁設計、地質因素、自然因素等影響，不同橋梁在使用過程中其荷載能力存在差異，一旦施工單位在設計過程中對橋梁的承載能力、交通流量考慮不周到，施工方案設計不完善，就極易因超過橋梁的承載能力而出現裂縫，一方面影響國民的日常出行，另一方面還容易因橋梁工程的質量問題影響我國社會經濟的穩定發展，進而降低橋梁工程的經濟效益和社會效益。如果橋梁的荷載長時間超出自身的實際承載能力，就會導致橋體結構內部產生相應的拉力、約束力，從而產生多種多樣的裂縫，包括橋梁裂縫、局部裂縫或者扭曲式裂縫等，對橋梁的使用年限和使用效能造成嚴重的影響。

2.2 溫差因素

首先，我國的橋梁建設材料多采用混凝土，混凝土材料雖然具有經濟、方便、實用的特點，但是該材料還存在著一個十分嚴重的弊端，就是容易開裂，間接導致橋梁整體結構出現裂縫，甚至出現安全事故。

其次，混凝土材料對周圍的溫度要求比較嚴格，一旦混凝土材料與周圍環境溫差較大，就會加速混凝土內部和表面的硬化速度，導致橋體結構因收縮不均勻而出現溫差裂縫。

最后，橋梁工程在建設過程中，不僅施工環節復雜，而且施工周期較長、跨度較大，一旦在實際施工過程中遇到極端天氣，混凝土材料就容易受到影響。以冬季為例，在寒冷的天氣影響下混凝土表面散溫快，內部熱量傳遞不均勻，導致混凝土表面出現硬化，造成橋面裂縫[4]。

2.3 材料因素

為了切實有效地提高橋梁整體結構的穩定性，施工單位不僅要結合施工現場的地質因素、環境因素等科學合理地設計施工方案，而且要加強對施工材料的管控，加強對各種各樣施工建筑材料的抽檢力度，包括水泥、碎石、鋼筋等，避免因材料不合格、質量不過關等引起的橋體裂縫問題。以混凝土材料為例，一旦施工過程中所使用的混凝土材料氧化鈣含量過高，那么不僅會導致混凝土出現快速硬化，使橋體發生破壞，而且容易對混凝土的強度帶來負面影響，導致混凝土出現收縮變形，不利于橋體施工質量的保障[5]。

2.4 人為因素

部分橋梁在建設及使用過程中除了受荷載因素、材料因素以及溫差因素等影響外，人為因素也是導致橋梁出現裂縫問題的重要原因，不僅影響了施工周期和施工進度，而且對道路橋梁的質量帶來了巨大的危害，在一定程度上影響到了國民的生命財產安全和我國社會經濟的快速發展。比如，橋梁在建設過程中，部分施工技術人員專業素質不足，導致在建設橋梁時出現違規、違章操作，影響了施工質量，增加了橋梁出現裂縫的可能性。

3 橋梁施工中裂縫的防控措施

基于橋梁施工裂縫出現的原因和危害，應該采取必要的措施進行預防和控制，為經濟發展和人們的出行提供良好保障。橋梁裂縫修補的技術流程如圖1所示。

圖1 裂縫修補技術流程圖

3.1 加強對施工材料的控制

加強對施工材料的管理，選擇信譽好的供應商，嚴格管控采購關、入場檢查關、自檢與第三方檢測關。可以通過集中采購、材料招標等方式優選材料供應商，從材料的源頭進行質量把控，同時通過集采、材料招標優選的方式，降低成本，實現成本創效，對提高工程主體質量具有重要作用。在施工過程中，要嚴格控制材料的消耗，通過定額收發料的方式，避免材料浪費。加強對材料入庫前的質量檢測，通過外觀檢查，按照規范進行抽樣和功能性檢測，從源頭上杜絕不合格材料，杜絕產生橋梁裂縫，尤其要注重鋼筋、混凝土、外加劑等主要材料的進場檢測，同時在澆筑時留好試件、試塊。通過檢驗試驗，確保養護、拆模等工作的順利開展，尤其對關鍵部位要進行首件制驗收，實行材料標準化管理，從材料關角度對橋梁裂縫進行嚴格控制[6]。

3.2 加強對施工溫度的控制

溫度對橋梁主體結構裂縫的影響也比較大，尤其是橋梁的現澆結構、預制結構等。溫度是造成橋梁裂縫的主要因素之一，尤其是大體積混凝土的澆筑，需要重點關注混凝土的澆筑季節和澆筑溫度，與室溫的溫差大小以及養護溫度。尤其在高溫季節和嚴寒條件下施工，應嚴格控制混凝土的入倉時間。高溫季節，避開中午及氣溫高的時段，采取早晚澆筑，提前對骨料進行預冷，采用分層分段澆筑的方式，添加外加劑等；嚴寒地區澆筑混凝土要采用必要的保溫措施，避免產生溫度裂縫，比如進行骨料的預熱，搭建保溫棚,澆筑后要及時覆蓋保溫。必要時編制專項方案，加強溫度控制和質量管控，防止溫度裂縫的產生。同時，嚴格按照設計及規范進行養護，并采取合理的養護方式，防止因養護不當而產生裂縫。

3.3 加強對橋梁荷載的控制

加強對橋梁荷載的管控，嚴格按照設計文件及規范要求進行，尤其在混凝土未達到設計強度前，嚴格控制施工荷載，防止因施工荷載超限造成橋梁既有結構出現裂縫。要加強過程管控，加強技術交底與成品保護工作，將施工荷載超限造成未達設計強度的結構以及產生裂縫的管控要點告知施工現場負責人及質量管控負責人。

同時，加強竣工驗收后橋梁在使用過程中的荷載控制，通過橋梁設計荷載，嚴格標定限載車輛數，防止因大型車輛超限超載造成橋梁整體結構荷載超限，避免影響橋梁的使用與安全。可以通過設立限重警示標識牌、限高架等措施進行管控。

3.4 加強對施工隊伍的控制

加強對施工過程中專業分包、勞務分包及自有隊伍的管控，可以通過合同措施管控，加強合同交底，通過合同約定，杜絕產生裂縫等質量缺陷，并在合同中明確產生裂縫質量缺陷的處罰機制與考核標準。通過組織措施管控，要求分包隊伍要有專職的質量管控人員，通過方案編制、技術交底、抽樣檢測、過程管控等，杜絕因人為因素而造成裂縫的產生。通過技術措施，在事前采取必要的技術手段，避免裂縫的產生，要不斷優化施工方案，在施工后對產生的微小不影響外觀和使用的裂縫采取補救措施，進行質量管控。總之，加強對施工隊伍的管控，是防止橋梁裂縫的最后一道關口，提高全員質量管控意識和管控水平，有效杜絕橋梁裂縫的產生，減少因為裂縫產生的二次成本投入，為相關企業持續發展提供質量保障，同時提高企業的經濟效益。

4 結語

我國城市化水平的提高，促進了公路、市政橋梁、軌道交通的互聯互通。通過對橋梁裂縫的危害分析、原因剖析，可以為裂縫問題的預防提供參考。現代橋梁不僅要滿足使用要求，更要達到經久、耐用的要求，因此對影響橋梁安全性、耐久性的裂縫預防提出了更高的要求。文章從橋梁結構的本身出發，通過對荷載、溫度、材料和人為因素的分析，提出了針對性的裂縫預防措施，以提高橋梁的整體性能，為人們的安全出行提供強有力的保障。橋梁裂縫的預防與控制也會促進交通運輸業的發展，對我國經濟水平的提高具有良好的推動作用，需要相關人員提高重視。