橋梁施工中關于裂縫方面的問題分析

吳躍軍

（湖南省有色地質勘查局工程地質總隊，湖南 長沙 410000）

現代社會經濟發展迅猛的同時，帶動了交通的發展。我國人口眾多而耕地相對來說比較少，由于現代社會對交通建設的需要，科研人士加大了對交通建設的研究，現如今高鐵和高速公路的快速發展便可以證明這一點。但是由于地形的原因，我國在一些山區尤其是地面凹凸不平的地面上或者是懸崖旁邊，建設道路和橋梁就加大了困難，再加上山體的不斷繁衍移動，導致道路和橋梁出現裂痕。

1 橋梁施工中的裂縫

混凝土通常被采用在橋梁施工過程中，但是在施工過程中，如果混凝土材料的質量不能達到本次建筑工程質量的需要，干濕比例不適合，質量無法滿足市場的需要，這些都可能引起橋梁工程中產生裂縫。

一般來說，橋梁建設過程中的裂縫主要分為兩個方面原因。一方面是自身結構性裂縫。這樣的裂縫是由橋梁工程承受外在壓力太大導致的結果，或者是由于橋梁在建筑過程中，質量標準根本沒有嚴格按照原本規定的標準執行，導致橋梁不能承受原本可以接受的承重力，最終在使用過程中出現裂縫。橋梁的施工建設過程中，實際設計施工方案不符合要求，材料的質量不夠好，導致橋梁建成后的剛度、延性以及強度不足，都會造成結構實際所能夠承受的壓力過低，不能完美展示橋梁的作用。再加上經濟發展越來越迅猛的同時車輛也越來越多，橋梁根本應接不暇。另一方面則是非結構受力導致的裂縫。這是因為在橋梁建筑過程中是開放的場景，很多因素都會對橋梁的質量造成嚴重的影響，其中因素包括混凝土收縮徐變、塑性沉降、水化熱、組分間的堿骨料反應，還有所采用施工水泥的細度等。這樣的裂縫比較細而且很短，但是它分布比較廣闊。混凝土塑性收縮產生的裂縫經常出現在地殼表面，由于溫度比較高、又處在迎風口，在澆注混凝土幾個小時后，混凝土表面干裂的速度超出了本來混凝土內部的速度。這種裂縫，經常是類似雞爪的不規則形狀，并且表面為細微的裂縫。混凝土塑性沉降所導致的裂縫，通常是在澆筑鋼筋混凝土構件過程中，混凝土中的骨料塑性下沉，沉降過程中，要是骨料受到來自頂部鋼筋的阻礙，將引起頂部鋼筋處的沉降和側面的沉降相差過大，導致在鋼筋上方出現順筋的表面裂縫。這類裂縫通常會呈現較少、較短、較粗的特點。非結構受力產生的裂縫，雖然不影響橋梁的整體受力和使用，但嚴重影響外觀質量和鋼筋混凝土的使用壽命，施工中應盡量避免。

根據筆者多年總結的經驗，采用塑料薄膜覆蓋養生可有效避免產生因高溫、大風、低溫干燥等原因產生的干縮裂紋。因采用麻袋等覆蓋材料養生，必須等混凝土終凝后才能覆蓋，否則會產生粘連和人為踩壞混凝土的后果，而且在極端天氣下，混凝土終凝時，很多裂紋已經產生，無法自行修復。而塑料薄膜覆蓋可邊施工邊覆蓋，不會粘連，并使新澆筑的混凝土與空氣有效隔離，不會失去水分，混凝土會慢慢自行凝固，產生的水化熱和水蒸氣會完好地保存在薄膜下，使混凝土內外溫差接近并持續保持濕潤，也減少了人工灑水養護的強度。

2 橋梁施工中關于裂縫的實例分析

2.1 案例一

湖南懷化某市政橋梁，上部結構為四箱五跨鋼筋混凝土預應力連續箱梁。由于箱梁箱室內空多處高度較低（小于1m），不便于一次性澆筑成型，故在施工時采用先底腹板后頂板兩次澆筑。原設計全橋分五段澆筑施工，后因業主要求加快施工進度，設計改為分三段澆筑施工。施工完后，分段長度較長的次中跨頂板出現較多橫橋向貫穿式裂縫，施工方事后不得不采用專業裂縫修復工藝才達到了合格標準。本實例中，先行澆筑的底板沒有出現裂縫，說明現澆支架承重系統沒有出現大的沉降（跟蹤測量也驗證屬實），分段長度較短的中跨頂底板均沒出現裂縫，邊跨也沒出現裂縫，裂縫只出現在次中跨頂板。究其原因，因為次中跨與先行澆筑的中跨相連，底板也已澆筑成型，澆筑頂板時，頂板混凝土在終凝時，產生收縮變形，而已成型的中跨頂板和次中跨底板對其產生了嚴重約束，產生的內部應力無法消除，所以生成了裂縫，而邊跨因為有自由端，所以很少產生裂縫。對于這種多跨現澆連續梁橋，設計上一般是一跨一澆筑，施工縫設置在1/4 跨距處，因施工長度較短，收縮徐變量小且有自由端可以消除大部分內應力，不會產生裂縫。當由于其他原因設計分跨較長時，施工頂板時可采用再分段多次澆筑，施工縫設置在1/4 跨徑處，并可通過設置加強鋼筋對施工縫進行加強處理，可有效地減少或避免裂縫的出現。

2.2 案例二

2017 年1 月12 日20：50，位于鄭州農業路沙口路的一處在拆除施工中的高架橋橋面發生了坍塌事故，路過此處的79 路公交車車頭部位遭到了撞擊受損，事故造成1 人死亡，8 人受傷。事故系舊橋拆除時支架坍塌引起的，支架連通被拆引起舊橋發生連鎖坍塌。據初步了解，如果根據原本設計的要求和指示，農業路沙口路交叉口原有部分匝道需要拆除，施工方在拆除段搭設了支架，當時正在進行舊橋匝道拆鋸作業，一些拆除的舊橋箱梁放在支架上時導致意外。該類裂縫是由于混凝土橋梁在常規動、靜荷載及次應力作用下所造成的。橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結構內產生循環變化的應力，不但會引起橋梁結構的振動，還會導致橋梁結構累積疲勞損傷。并且橋梁所采用的材料不是均勻和連縷的，實際上其中存在著許多微小的缺陷，在循環荷載的作用下，會逐漸發展、合并形成損傷，并在材料中造成宏觀裂紋。如果在大體上不加以嚴格的把控，就會給整個建筑帶來深重的災難。

2.3 案例三

2014 年14：00 左右，廣東茂名高州市深鎮鎮發生橋梁崩塌突發災害事件，據初步統計超過20 人傷亡。據了解，該橋為一條石拱橋，在施工建設過程中出現橋梁坍塌的事故，另外根據路人透露，這座橋梁的建筑是村里人自行建筑，并沒有請專業的建筑團隊去現場衡量勘測。負責此項目工程的老板、施工負責人、橋梁設計者、村委會負責人4 人已經被警方加以控制。根據警方的初步調查，這座石拱橋是由當地村委會自行決定建筑的，且事前無立項報建手續、無招投標手續、無合法設計，也沒有報告鎮政府。承建商是信宜市的一家工程隊，而橋梁設計人員是由工程隊雇請的，并沒有相關的橋梁設計資質，也沒有施工監理，目前為止當地政府部門也沒有見到過橋梁的圖紙設計。在橋梁的建設過程中，監察部門曾到此地進行制止和督管，但是建筑團隊不顧法律的約束，在五一假期之際進行加工搶修，導致橋梁崩塌的事故。在橋梁道路的施工過程中，可能由于施工人員工作態度的不端正，以及采購人員購進的混凝土不能滿足現代社會汽車的負荷的需要，導致上面的混凝土出現了裂縫。在道路橋梁施工過程中的材料選擇上，水泥內石灰與硅化物能夠在水中釋放出大量的熱量，并且目前階段道路橋梁工程都會用到大面積的混凝土，使得混凝土結構內部產生極高的熱量，從而在混凝土的內外環境中形成了比較明顯的溫度梯度，造成了結構內部與表面之間產生一定的拉力效應，橋梁道路上的裂縫問題就此產生。其實造成橋梁坍塌有很多種原因，也可能有另外一種可能，由于施工過程中時間段選擇不太合理，太冷或者太熱的天氣都不太適合施工，都有可能導致混凝土的性能下降。太冷的天氣會導致混凝土快速凝固，妨礙施工人員的施工；太熱的天氣會影響混凝土的凝聚力，導致附著力下降。

3 結束語

隨著經濟社會的不斷發展，交通建設的需求不斷增加，如何把握好分寸，建筑出更符合現代社會要求的橋梁非常重要。由文章論述可以看出，導致橋梁建筑裂縫的原因有很多，裂縫的種類也有很多種。因此，在大規模建筑橋梁的同時，也要關注橋梁的質量問題，一次橋梁崩塌事故不僅是橋梁建筑團隊的責任，也關系人民生命安全。這就要求建筑工人在建筑橋梁的時候，要對工作極度認真，從各個方面著手努力，去構建出最符合新時代要求的橋梁。