道路橋梁施工中出現橋梁裂縫的原因分析

張新立1 于捷2

山東通達路橋規劃設計有限公司 264003

摘要：為了促進公路橋梁建設的穩定運行，我們要進行公路橋梁裂縫問題的有效預防，以保證橋梁建設系統的健全，以滿足實際工作環境的需要，對于產生橋梁裂縫的因素展開分析，通過相關措施的應用，促進橋梁質量的提升。

關鍵詞：道路橋梁建設；施工；裂縫

橋梁的裂縫問題是實際施工中較為常見的工程問題，嚴格來說，不論采用何種施工材料，使用何種施工工藝，混凝土結構的表面都會產生裂縫，因此裂縫在一定程度上是無法避免的客觀存在，而橋梁建成后也常常是帶裂縫工作，但有些裂縫僅影響橋梁的外觀形象，對結構的性能影響不大，而有些卻會對橋梁的安全使用產生嚴重的影響。因此必須要了解在橋梁施工中產生裂縫的原因，才能使得施工中的防治工作做到有的放矢。產生裂縫的原因很多，總體來說有原材料本身原因產生的裂縫以及施工工藝和荷載引起的裂縫等。

一、橋梁建設中產生裂縫的種類及原因

1.原材料本身引起的裂縫

由于橋梁施工的最主要原材料是混凝土，而混凝土由水泥、骨料以及外加劑等組成，如果這些材料本身不符合標準或者配比控制不好，極易引發橋梁施工過程中的裂縫產生。比如采用的是水化熱較大的硅酸鹽水泥，在大體積混凝土施工過程中就會由于構件內外溫差過大容易產生溫度裂縫；另外如果水灰比控制不好或者骨料不合格則會降低混凝土的整體強度，破壞混凝土的收縮性能，容易產生裂縫，而骨料如果粒徑過小，會導致混凝土的抗拉性能較低，在拉應力的作用下就容易產生裂縫；如果外加劑選擇不當或使用過量，也容易產生裂縫，如早強劑添加過量，或者外加劑內元明粉、木質素含量過高等，均會導致產生裂縫。

2.溫度性裂縫

2.1 較大年溫差的影響

我們都知道，一年中的溫度差緩慢的變化著，四季溫差雖然幅度變化不大，但是我國一般以冬夏的溫度作為變化幅度，尤其是以一月和七月的平均溫度為溫度變化幅度。這樣對橋梁結構的影響可想而知，溫度差影響橋梁結構，主要將導致橋梁縱向的位移。當結構發生位移受到一定的限制時，就很容易引起溫度裂縫現象，如常見的拱橋和鋼架橋等。因為混凝土有蠕變的特性，所以在年溫差范圍內進行計算時，不可忽略對混凝土彈性實現一定程度的折減。

2.2 高強度日照的影響

由于橋面的板塊和橋主梁以及橋墩的一面受到陽光強烈的照射，使橋梁整體受熱不均勻，被曝曬的地方溫度明顯比其他地方的溫度高，橋梁的溫度呈非線性式的梯度分布結構。又因為自身對受力的約束，使得橋體局部的拉力和應力較大，引起裂縫的出現。

2.3 突然降溫的影響

日照和驟然降溫是使橋梁出現結構溫度裂縫最為常見的原因。如果正常的天氣突然下大雨或者突然來冷空氣，會導致橋體的表面溫度驟然下降，甚至是日落都會引起結構外表溫度的降低。但是橋梁的內部溫度卻下降的很緩慢，這樣，內外溫差引起的橋梁溫度梯度，直接會導致橋梁結構裂縫。在對日照以及突然降溫進行內力計算的時候，可以把設計規范起來，并結合實際橋梁的資料進行計算，而混凝土的彈性量則不需考慮折減。

3.荷載引起的裂縫

3.1 荷載直接應力的影響。在橋梁工程設計階段，由于對橋梁荷載的預計不足以及預算錯誤等造成施工后橋梁本身的荷載能力小于設計荷載能力，在橋梁的施工過程中由于各種的靜荷載以及動荷載直接作用于橋梁之上，導致局部裂縫的產生，而且隨著荷載的不斷施加以及變化，裂縫會越來越大，嚴重時可能會產生倒塌事故。另外由于施工過程中施工人員對安全系數的把握不準確，也容易導致橋梁的質量不達標，在外力作用下容易開裂。在施工過程中，施工人員往往安全意識淡薄，將施工材料隨處堆積，導致局部的靜荷載過大，當荷載超過橋梁實際荷載時就會產生裂縫。除此之外，在施工過程中施工方為加快施工進度，擅自改變施工順序，不對試塊做振動疲勞強度實驗，以及監理單位沒有充分發揮監督的作用等，都有可能導致橋梁質量的不良，容易產生裂縫。

3.2 荷載次應力的影響。由于在工程設計階段沒有充分考慮施工過程中可能出現的開洞、鑿槽等情況，使實際施工過程中容易引起局部荷載的變化，這些局部的荷載變化在一定程度上會引起裂縫的產生，這些裂縫一般比較微小，很少對橋梁的安全使用造成影響。在傳統的施工過程中，認為次應力對裂縫的影響是微乎其微的，一般在做設計預算時很少考慮，隨著科技的發展以及人們對橋梁質量要求更高的情況下，考慮次應力對產生裂縫的影響變成了必然。

4.關于工藝質量性裂縫

為了促進施工質量的提升，我們要進行混凝土施工工藝的深化，確保其施工水平的提高，以確保其混凝土裂縫的有效避免。如果不能保證施工工藝系統的內部環節的有效協調，就容易導致鋼筋各個環節的裂縫的產生。在實際工作中，施工工藝的不科學性，會導致其鋼筋的不同走向的裂縫出現，其裂縫寬度也受到施工技巧的影響，如果不能實現其鋼筋構件高度的規范，也容易導致相應的鋼筋裂縫。如果混凝土的振搗工作進行的操作不合格，會引起荷載裂縫，而不合格的操作往往包括振搗過程不均勻也不密實等。另外，混凝土的流動性能很差，這樣使得混凝在硬化前很難做到充足的沉實，造成硬化后的沉實量過大，引起裂縫。還有很多由于工藝技術引起的混凝土裂縫，如對混凝土攪拌時間、運輸時間的控制以及對接頭部分的處理等。

5.收縮性裂縫

混凝土在進行施工中的澆筑任務以后，大約四小時水泥就會發生一系列的化學反應，尤其是水化反應最為激烈。在這個時候，混凝土沒有達到硬化的標準，而仍然處于非硬化的狀態，所以，這時的收縮形式為塑性收縮。一些骨料在下沉中會受到鋼筋強烈的阻擋，加上在塑性收縮的影響下，容易形成沿著鋼筋方向而生成的裂縫。

混凝土的縮水性和縮干性收縮發生在混凝土硬結之后。由于硬結后的混凝土的溫度會隨著表層水分的蒸發而降低，進而導致其體積不斷縮小。整個混凝土表面水分丟失快，而內部卻相對很慢，所以，引起混凝土表面和內部的收縮性能不同，強度大小不一致，使混凝土被鋼筋強烈的束縛著，而產生明顯的裂紋。

在混凝土的硬化中常見的另一種收縮類型就是自生收縮。它的收縮反應與外部溫度沒有關系，這一自生收縮是水泥同水發生的水化反應。

在高溫情況下最容易發生的反應就是碳化收縮，由于大氣中二氧化碳和水泥容易發生一些化學反應，所以收縮變形的出現就見怪不怪了。碳化收縮的發生條件必須是極高的溫度，并且它的反應強度會隨著大氣二氧化碳濃度的變化而變化。

影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量。水泥標號越低、單體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，且發生收縮時間越長。良好的養護方法可加速混凝土的水化反應，獲得較高的混凝土強度。養護時間越長，則混凝土收縮越小。對于溫度和收縮引起的裂縫，增配構造鋼筋可用明顯提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁結構。構造上配筋宜優先采用小直徑鋼筋小距布置。

結語

由以上情況，裂縫可能會對橋梁的安全使用性能造成影響，因此必須要了解導致裂縫產生的原因，只有知道原因才能有針對性地制定對策防止或控制裂縫的產生為了促進橋梁建設的綜合效益的提升，我們要進行橋梁裂縫現象的避免，這就需要引起相關管理者的重視，確保其施工工藝的穩定性，確保其工作系統的內部環節的協調。引起裂縫的因素是多而復雜的，有的甚至是因很平常的不被重視的因素導致，要根據裂縫出現的原因及時進行彌補，避免危險事故的發生。

參考文獻：

[1]陳耀輝，王國君.混泥土裂縫產生的原因[J].科學風，2009（13）：54.

[2]田青春.道橋混凝土裂縫成因及預防探析[J].黑龍江科技信息.2014（09）

[3]尹成君.對路橋建設中底基層施工的分析[J].黑龍江科技信息.2014（15）