橋梁路面裂縫防裂措施分析

吳新軍

新疆路橋橋梁工程建設有限責任公司，新疆烏魯木齊 830000

0 引言

近年來，橋梁作為跨越障礙的通道，是鐵路、公路和城市道路等龐大交通網絡的主要組成部分之一，但橋梁在建成并運行一段時間后橋面易出現裂縫，給車輛的運行和橋梁的維修帶來諸多不便。為此，本文從橋梁路面設計、施工和橋面薄弱部位的加強等方面，提出了防裂措施，以提高施工質量，延長橋梁使用壽命。

1 橋梁路面裂縫類型

根據引起橋梁路面裂縫原因的不同，可分為：1）表面龜裂。橋面表面裂縫產生的原因主要包括混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮，混凝土的碳化收縮；2）橫向裂縫。原因主要有：（1）干縮裂縫。混凝土硬化過程中失水，水泥漿體就會引起收縮，當受到限制時，將產生收縮應力，引起裂縫；（2）冷縮裂縫。在水泥的水化過程中，隨著熱量的增加，內部混凝土體積膨脹，而板面溫度隨著夜間溫度的降低和濕永養護而冷卻收縮，致使混凝土內部膨脹，外部收縮，產生很大的拉應力，當外部混凝土所受拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會產生裂縫；3）縱向裂縫。由于路基混凝土路面或橋臺與路基連接處，因填料不均勻和壓實不均勻等，引起路基支承不均勻，加之橋面板自重和車輛荷載將產生縱向裂縫，且裂縫隨雨水的浸入和浸泡不斷增大；4）接縫碎裂。引起接縫碎裂的原因主要是由于脹縫的寬度隨氣溫改變，氣溫升高時，縫中的填縫料被擠出，氣溫下降低時，性能較差的填縫料不能恢復，使縫中形成空隙，侵入的沙、石等雜物，阻礙橋面板塊的伸縮，致使接縫處破損；5）板角裂縫。板角是橋梁路面板的薄弱部位，由于側模的模壁效應，施工時，很難使混凝土振搗密實，將造成板角密實度不夠，強度相對較小，在車輛荷載作用下，易產生板角裂縫。

2 橋梁路面裂縫產生原因

橋梁路面產生裂縫的原因主要有：1）設計不合理產生的裂縫。橋面鋪裝層厚度設計不合理，鋪裝層中配筋率不足，橋梁薄弱部位設計不合理，橋梁板梁形式選取不合理以及設計時計算模式的選擇不當，這些都會使橋梁路面產生裂縫；2）忽視施工時的溫度控制和養護時間產生裂縫。防止溫度裂縫的具體措施有控制混凝土水化熱、 控制混凝土澆筑溫度和表面保護等。不合理的養護方法， 會導致混凝土養護過程的溫控失調，產生溫度裂縫；3）材料屬性引起的橋面裂縫。由于鋼材、混凝土等材料具有不同的物理屬性和化學性質，這些對橋梁路面裂縫的產生都有直接或間接的聯系，是引起橋梁路面裂縫的一個主要因素；4）鋪裝層施工不當產生裂縫。橋面鋪裝層施工時，由于不合理的操作，將會造成鋪裝層厚度局部過薄，使得其剛度和承載能力有所降低，也易引起致橋面產生裂縫；5）施工縫處理不當產生裂縫。橋面應盡量采用一次性整體澆注，當橋面寬度較大時，宜劃分分割帶，還應確保施工縫處理合理，否則將會影響橋梁路面橋面平整性。在混凝土澆注過程中，若間歇時間過長，或未按要求設置施工縫，這些都會使施工縫直接成為影響橋梁路面平整性的裂縫；6）荷載引起的橋面裂縫。由于橋梁所受荷載的特殊性，加之橋梁在使用之前已預加應力，因此荷載對橋梁的影響是非常顯著的，是橋梁路面裂縫產生的一個主要原因。

3 橋面防裂措施

3.1 加強橋梁設計工作

為了滿足現代社會的發展，如今設計的橋梁橋面寬度越來越大，造成橋梁結構的受力情況越來越復雜，因此，在橋梁工程設計時，應對橋梁結構的箱型梁進行整體性分析以及剛度變化分析，同時對支座附近一定范圍內的箱型梁還應進行抗彎分析和抗扭疊加分析以及必要的驗算，適當增加構造配筋。在橋梁運行過程中路面橫向不對稱荷載可能為最不利荷載，因此，在橋梁設計時應考慮在這種荷載作用下箱型梁的受力情況，同時還應充分考慮各種荷載作用下對橋梁結構進行應力分析，且還應驗算和復核，并應通過試驗驗證設計正確后才能施工。橋面配筋的布置設計應充分考慮到施工的方便，即便于制作和安裝，以確保施工質量，使橋梁實際受力情況和設計相符合，防止裂縫的出現，延長橋梁結構的使用壽命。

3.2 加強施工質量控制

施工質量在很大程度上決定了橋梁工程質量的好壞，在施工階段應加強以下幾個方面的工作，能有效地防止裂縫的產生。1）重視和加強現場施工管理，建立完善的管理體制，提高管理水平；2）嚴把原材料質量關。應選擇合格的原材料，同時盡可能選擇強度較高、收縮小、耐磨和抗凍性能好的水泥。碎石應選用地質堅硬、表面潔凈、級配良好的碎石。混凝土攪拌和養護用水應清潔干凈，符合要求的水；3）優選配合比，嚴格按配合比施工。混凝土配合比設計對橋面裂縫的影響很大，因此，施工前應進行多組對比試驗，得出最佳配合比。依據構件要求，選擇合理的配合比，不同配合比應采取不同的施工程序，以保證施工質量、混凝土強度，提高構件強度的均勻性和構件的耐久性；4）合理選擇施工時間。在溫差較大的季節和炎熱天氣時，要避免中午高溫施工，而應選擇下午或夜間施工，以免出現溫度裂縫；5）嚴格控制橋面鋪裝層施工質量。橋面鋪裝層施工質量對橋面裂縫的影響極大，水灰比和含砂率是控制橋面鋪裝質量的主要因素，因應合理設計兩者；6）安裝鋼筋網時，可利用短鋼筋頭支撐鋼筋網，以防施工時鋼筋網走位或踩壓至底層，否則將會降低上部分布筋的承載能力，當出現負彎矩時，容易導致橋面出現裂縫；7）嚴格、認真地抓好每一道工序的施工質量，結合實際施工情況，選擇合理的施工工期，安排好施工程序。

3.3 重視橋梁橋面薄弱部位的加強設計

1）加強預制架設的板梁和橋面鋪裝層的連接。因預制板梁和橋面鋪裝層混凝土澆筑時間不同，所以混凝土齡期也不同。為了確保兩者之間連接的整體性，設計時應考慮將板梁內的鋼筋伸入到鋪裝層中，或施工時設置豎向錨固鋼筋，這樣能很好地改善橋面的受力狀況，能夠有效地防止裂縫；2）加強板梁之間縱向縫隙的聯系。預制空心板梁之間的連接為鉸結，致使橋面極易出現裂縫。因此，在設計時應對該部位進行加強。橋面混凝土一次鋪裝時，應在板兩端預留鋼筋。若為兩次鋪裝時，應在板梁上整體現澆層內設Ф12鋼筋，以加強各板間的連接，提高結構的整體性能。

4 結論

橋梁路面裂縫不僅影響板梁的受力性能，加速了鋼筋的銹蝕，而且降低了橋梁的耐久性能。本文根據筆者多年從事橋梁工程的施工工作經驗，首先簡要地介紹了橋梁路面裂縫的類型及分析了橋梁路面裂縫產生的原因，針對不同類型裂縫及不同原因產生的裂縫，從橋梁路面設計、施工、橋面薄弱部位的加強設計和施工人員業務水平等方面，提出了相應的防裂措施或方法，以提高橋梁路面的施工質量，延長橋梁的使用壽命，提出的措施或方法可為相關人員參考借鑒。

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