橋面裂縫的防治措施

史嬌

（江西省宜春公路局豐城分局，江西 宜春336000）

1 裂縫的類型

1.1 表面龜裂

砼板面的表面裂縫主要是由砼混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。砼混合料發(fā)生分層離析而形成表層泌水。其結(jié)果使砼表面含水量增加，當(dāng)表面水的蒸發(fā)速度比泌水速度快時(shí)，水的蒸發(fā)面就會(huì)深入到混合料之內(nèi)，形成較凸面壓力大的凹面，同時(shí)固體顆粒間產(chǎn)生毛細(xì)管張力；當(dāng)砼表面尚未充分硬化，不能抵抗這一張力時(shí)，砼表面則發(fā)生裂縫。這種塑性裂縫的發(fā)生時(shí)間，大致與泌水消失時(shí)間相對(duì)應(yīng)，在砼澆筑數(shù)小時(shí)，砼表面將出現(xiàn)細(xì)微的龜裂。另外砼的碳化收縮也會(huì)引起砼表面龜裂，當(dāng)砼的水泥用量較低，水灰比較大時(shí)空氣中的CO2易滲透到砼中，與其中的堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鹽和水，并造成表面裂縫：

1.2 貫穿裂縫

1.2.1 橫向裂縫

導(dǎo)致砼路面出現(xiàn)橫向裂縫的原因較多，大致主要有以下幾個(gè)方面：

(1)干縮裂縫。當(dāng)砼中的水在砼硬化過程中失水時(shí)，水泥漿體就會(huì)引起收縮。當(dāng)這種收縮受到限制時(shí)，將產(chǎn)生收縮應(yīng)力。處于限制狀態(tài)下的砼結(jié)構(gòu)當(dāng)砼本身的抗拉彈性應(yīng)變?chǔ)舝以及徐變應(yīng)變?chǔ)與兩者與砼硬化干燥過程中的自由收縮率εf不相適應(yīng)即k·εf=εr+εc時(shí)，砼才會(huì)發(fā)生裂縫。其中砼的單位用水量越小，εf越小。但實(shí)際施工中，過小的單位用水量，無法滿足施工要求。因而在實(shí)際施工中，通常以縮小側(cè)限系數(shù)K為目的，即采用設(shè)置接縫的方法來緩和約束，以避免裂縫的產(chǎn)生。

(2)冷縮裂縫。和一般材料一樣，水泥砼具有熱脹冷縮功能，在水泥的水化過程中，放熱速度初始較慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12h的水化熱溫度達(dá)到80℃～90℃，使內(nèi)部砼產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而板面溫度隨著晚上氣溫降低、濕永養(yǎng)護(hù)而冷卻收縮，致使砼內(nèi)部膨脹，外部收縮，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力：當(dāng)外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過砼當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，板塊就會(huì)產(chǎn)生裂縫或橫向斷裂此外從最高溫降溫，由于受到基層或已有硬化砼的約束力，在溫度下降時(shí)，不能自由收縮，也會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫大多是貫穿路面的，因此應(yīng)及時(shí)切縫，以避免裂縫的形成。

1.2.2 縱向裂縫

在路基砼路面或橋臺(tái)與路基連接段，如果填料土質(zhì)不均勻，溫度不均勻，膨脹土凍脹，壓實(shí)不均勻，則很可能導(dǎo)致路基支承不均勻。在路基稍有沉陷的情況下由于板塊自重和行車壓力的作用將產(chǎn)生縱向裂縫，且隨著雨水的浸入和浸泡，裂縫將加大。

2 橋面裂縫的原因

2.1 材料性質(zhì)引起的橋面裂縫及處治措施

無論是柔性還是剛性、半剛性橋梁，都離不開各種材料的構(gòu)筑，最典型的就是瀝青、混凝土和鋼材。由于各種材料具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，而這些性質(zhì)幾乎都與橋面裂縫的生成有著直接或間接的聯(lián)系，因此材料對(duì)橋面裂縫的產(chǎn)生是不容忽視的一個(gè)因素。

2.1.1 由于混凝土而產(chǎn)生的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或橋梁內(nèi)部溫差產(chǎn)生時(shí)，混凝土將發(fā)生變形。目前橋梁橋面鋪裝多采用泵送混凝土工藝，為滿足泵送混凝土較大坍落度的要求，除摻外加劑外，還常用加大水泥用量和適當(dāng)加大水灰比的辦法，這兩者都是影響混凝土收縮的主要因素。水泥用量的加大使水化熱增大，引起行車道板和橋面鋪裝的溫差而產(chǎn)生變形約束，由于混凝土硬化初期的抗拉強(qiáng)度小，若收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度，則將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生寬度較細(xì)且縱橫交錯(cuò)的龜裂狀裂縫。

2.1.2 由于瀝青而產(chǎn)生的裂縫

瀝青混凝土鋪裝面層具有平整度好、噪音小、施工便捷等特點(diǎn)，在橋梁施工實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。但瀝青面層也有怕水浸泡、易開裂、使用壽命短的特點(diǎn)，各種氣溫的變化使瀝青表面與內(nèi)部形成溫差，瀝青面層愈厚，表面溫度愈低，面層溫差愈大，同時(shí)表面產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力越大。一旦這個(gè)應(yīng)力超過瀝青面層某一薄弱面或薄弱點(diǎn)混合料的抗拉強(qiáng)度，面層的表面就首先開裂。與半剛性橋面開裂不同，瀝青面層所受到的拉應(yīng)力是上下大、中間小，在厚的瀝青面層下的半剛性基層不容易產(chǎn)生裂解，且半剛性路面的裂縫不容易反射使厚的瀝青面層貫通開裂。

2.2 施工不當(dāng)引起的橋面裂縫

2.2.1 鋪裝層施工不當(dāng)在橋面鋪裝前未將梁表面的松散砂石粒、泥污等物清洗干凈，沒有在梁表面鑿毛，這些都大大降低了鋪裝層與梁面之間的粘聚力，破壞了混凝土的整體性，通車后車輪的劇烈沖擊和荷載的作用容易使橋面出現(xiàn)裂縫；在橋面鋪裝層施工中，因不當(dāng)操作造成梁表面高出設(shè)計(jì)標(biāo)高，或由于調(diào)整橋面縱橫坡等原因，造成了橋面鋪裝層厚度局部過薄，削弱了其剛度和承載能力，或由于綁扎和澆注混凝土?xí)r，受到施工人員、運(yùn)輸機(jī)械等的不當(dāng)壓力，導(dǎo)致緊貼梁面的鋼筋網(wǎng)走位，削弱其分布筋作用承受荷載的能力，尤其對(duì)于出現(xiàn)負(fù)彎矩的橋面鋪裝層，容易因此導(dǎo)致橋面裂縫的生成。

2.2.2 施工縫處理不當(dāng)

橋梁橋面施工時(shí)，應(yīng)盡量減少施工縫，每次作業(yè)的澆注長(zhǎng)度應(yīng)以施工縫設(shè)在墩臺(tái)頂位置來確定，當(dāng)橋面不寬時(shí)，以橋面整體一次性澆注為宜，橋面寬度較大的，可以劃分分割帶，但施工時(shí)施工縫的處理不當(dāng)如不按規(guī)范鑿毛等，將會(huì)使施工縫直接成為影響橋面平整的裂縫，同時(shí)在澆注混凝土過程中，出現(xiàn)間歇時(shí)間過長(zhǎng)，或未按規(guī)定設(shè)置施工縫，這些都將嚴(yán)重影響混凝土的連續(xù)性和整體性。

2.3 荷載引起的橋面裂縫及處治措施

橋梁作為公路的一部分，往往肩負(fù)著關(guān)鍵地段的通達(dá)、流暢功能，必然承受著不亞于非橋梁路段的外部荷載壓力，由于橋梁本身在承受這些荷載之前已預(yù)加應(yīng)力，因此荷載對(duì)橋梁的影響是非常顯著的因素,這也是橋面裂縫產(chǎn)生的一個(gè)主要原因。

3 預(yù)防處置措施

3.1 設(shè)計(jì)上的措施

由于橋面越來越寬．而且橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)復(fù)雜，所以在設(shè)計(jì)上要對(duì)箱體進(jìn)行整體受力分析和剛度變化分析，對(duì)靠近支座一定范圍內(nèi)的箱體進(jìn)行抗彎、抗扭疊加分析與驗(yàn)算，適當(dāng)增加構(gòu)造鋼筋。還需要進(jìn)行橋面橫向不對(duì)稱荷載對(duì)箱體產(chǎn)生不利影響的受力分析。當(dāng)然盡可能從不同角度對(duì)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行研究后復(fù)核，通過進(jìn)行試驗(yàn)來證實(shí)設(shè)計(jì)是正確的后方可進(jìn)行施工。

另外，箱筋的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量做到制作和安裝方便，這樣才能保證施工質(zhì)量。使橋梁實(shí)際受力與設(shè)計(jì)相符合，通過對(duì)多座橋梁成功經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的總結(jié)，認(rèn)為形成比較切合實(shí)際受力狀態(tài)的假設(shè)理論，是保證橋梁使用壽命的先決條件。

3.2 施工時(shí)需要注意的

橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量好壞，最終要看其施工質(zhì)量。所以現(xiàn)場(chǎng)施工管理水平鋪裝層裂縫的重要手段及鋪裝層裂縫的重要手段。

首先在施工過程中，要把好材料質(zhì)量這一關(guān)。除按操作規(guī)程施工外，要認(rèn)真做好鋼船骨架的制作與安裝，保證骨架就位的幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求，根據(jù)構(gòu)件的不同要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的配合比。不同的配合比采取不同的施工程序，從而保證混凝土質(zhì)量及強(qiáng)度的均勻性和耐久性。

橋面鋪裝層施工質(zhì)量要好，橋面鋪裝層施工的關(guān)鍵是控制水灰比與含砂率。在安裝鋼船網(wǎng)時(shí)。可利用短鋼筋頭支撐鋼船網(wǎng)，以防鋼筋網(wǎng)被踩壓到底層。另外，使用泵送混凝土澆注鋪裝層可減少施工車輛和施工人員的現(xiàn)場(chǎng)干擾，保證鋼筋網(wǎng)的有效位置。

要認(rèn)真驗(yàn)算支架的穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的措施防止支架下沉和變形。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的拆架程序，認(rèn)真做好整個(gè)拆架過程中的每一步工作，防止拆架產(chǎn)生過大的瞬時(shí)荷載，引起不應(yīng)有的施工裂縫。

為減少控制橋面裂縫的發(fā)生，要認(rèn)真抓好每一工序的施工質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際情況，確定合理的工期。在已定工期的前提下安排好施工程序，從而保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用安全。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁橋面裂縫不僅影響梁的受力性能，同時(shí)也會(huì)影響鋼筋的銹蝕，進(jìn)而影響箱梁的物理力學(xué)性能，從而影響橋梁的工作性能。所以必須從設(shè)計(jì)上采用科學(xué)的施工方法以及先進(jìn)適用的建材料。也希望通過橋梁設(shè)計(jì)、施工能對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范以及驗(yàn)收規(guī)范方面作一些合理的修訂，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.北京：人民交通出版社.2000

[2]交通部公路工程總公司.公路施工手冊(cè),橋涵：下冊(cè)北京：人民交通出版社.2003