公路橋梁施工過程中裂縫產生原因及應對策略

潘亮

摘要：著經濟的發展，對高速公路需求日益加大，越來越多的高速公路建成并投入使用。在當今高速公路和混泥土橋梁建設迅猛發展，在這些工程的建設和使用過程中，出現了裂縫等病害問題。高速公路橋梁裂縫的出現，嚴重影響了工程質量和使用壽命。近年來，開裂現象是高速公路橋梁的常發病，本文將從致使公路橋梁開裂的原因為出發點，對開裂對策進行探析。

關鍵詞：載；根治；裂縫；施工工藝；施工材料

公路橋梁施工過程中的裂縫產生原因復雜并且多樣，有的原因還會互相影響。但是每一條裂縫的產生都由一個或者幾個主要因素造成，只有我們根據具體原因進行分析，才能找到根治的手段。在平常開裂的原因主要有以下幾種：

1.荷載引起的裂縫

混凝土橋梁在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱為荷載裂縫。歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有以下幾種：

1.1由于設計原因產生的裂縫

在公路橋梁的設計工程中，在對橋梁設計結構計算由于漏算或者錯算，造成設計的橋梁模型不合理，設計結構受力和實際受力有差距等原因致使公路橋梁裂縫產生。由于設計時的漏算和錯算使橋梁的荷載與實際荷載有差距，結構安全系數不夠，鋼筋設置數量和布置錯誤，都會造成裂縫。

1.2在施工階段，橋梁主體還沒有達到使用標準的前提下，由于施工等原因造成大量的施工材料堆積和機具的大量停放；對橋梁受力點了解不夠，致使極具的隨意起吊、翻身、運輸；在施工過程中擅自修改結構施工順序等。

2.溫度變化引起的裂縫

任何建筑物都有熱脹冷縮的性質，混泥土橋梁同樣具有。由于外部環境的變化致使橋梁外部和內部結構產生溫度差，當溫度差達到一定程度就會使梁橋產生變形，若變形遭到約束，就會在橋梁結構內部產生應力，當應力超過橋梁本身的抗拉強度以后就會產生溫度裂縫。

2.1一年四季的溫度不斷變化，雖然溫度變化很緩慢，由于日積月累也會造成橋梁不同程度的變化，會造成橋梁位置移動，引起裂縫的產生。

2.2橋梁面由于暴曬形成的溫度差。在炎熱的夏天，公路橋梁的面板受到長時間的暴曬，溫度明顯高于其他部位，而且隨著時間的變化，不同的部位溫度也會不一樣，致使變形部分受到自身約束，導致應力拉力過大，造成裂縫的產生。而且在炎熱的夏天，橋面經過長時間的暴曬后，由于突發降雨和日落等原因造成橋表面溫度突然下降，但因內部溫度降低速度小于外部溫度，也會造成溫度差，讓橋梁產生裂縫。

2.3在橋梁的施工過程中，進行混泥土澆灌以后，水泥會產生水化放熱，致使內部溫度很高，造成內外溫度差大，這樣也會是橋梁表面產生裂縫。

3.混泥土收縮產生的裂縫

在實際施工過程中，混泥土收縮經常會引起裂縫的產生。混泥土收縮的種類主要是塑性收縮、縮水性收縮、自生收縮和碳化收縮，而塑性收縮和縮水性收縮是引發混泥土變形的主要原因。

在橋梁施工過程中，混泥土澆灌以后的4到5小時左右，水泥水化反應強烈，分子鏈逐漸形成，出現了大量泌水和水分急劇蒸發，混泥土失水收縮的同時，拌料自重下沉，這一過程稱之為塑形收縮。但因此時，混泥土尚未固化，也會造成裂縫的產生。

在混泥土硬化以后，隨著表層水分的逐步蒸發，濕度逐步降低，混泥土體積減小，這一過程稱之為縮水收縮。在這一過程中，由于有橋梁表面損失快，而內部損失慢，造成表面收縮大而內部收縮小，這樣便會出現裂縫形成。

4.地基變形引起裂縫的形成

由于地下水的嚴重開采和橋梁施工對地基構建等原因造成地基沉降和水平位移，致使橋梁結構產生附加應力，由于附加應力超出了橋梁的抗拉強度，導致結構開裂，這時就會產生裂縫。

5.施工材料好施工工藝造成的裂縫

混泥土主要由水泥、砂石、骨料、水和外加添加劑組成。其中水泥的標號不符合施工要求，或者是受潮等原因；砂石的粒徑太小，級配不良，空隙率大，雜質含量高等都可以導致裂縫的產生。另外攪拌水和外加添加劑對橋梁結構中的鋼筋銹蝕也會產生較大的影響。

在施工工藝上，對于混泥土的攪拌、添加劑的使用、混泥土保護層的厚度、混泥土密實度、混泥土的澆筑都是直接誘因。混泥土保護層過后，或者是亂踩已經固定好的受力鋼筋；混泥土密實度不夠，致使內部出現空洞、蜂窩等這會加劇鋼筋的銹蝕程度；混泥土運輸路線過長，導致水分流失大，這些都會造成裂縫的產生。

6.預防措施

6.1在橋梁的設計工程中，做到萬無一失，對各種數據要進行精密和科學的論證。對橋梁的各種數據不能漏算和錯算。在橋梁結構的設計上，要做到最大的科學化，要組織專家學者進行論證，更進行各種模擬實驗。

6.2在設計和施工時要考慮橋梁建設地的地質情況，做好由于地質構造和地下水開采等原因造成的地基下沉和位移帶給橋梁的損害。

6.3在施工過程中，為了避免次應力產生裂縫，在設計上要避免突變或者斷面突變，當裂縫產生不能回避時，應當做好局部處理。

6.4在施工材料的選擇上，應該嚴格按照設計標準和使用符合規定的施工材料；并要對我們的施工材料做必要的實驗進行驗證。在混泥土添加劑的添加要符合標準，混泥土的配比符合規范。

6.5改進施工工藝，提高工程質量，減少由于工藝落后造成的橋梁裂縫現象的產生。

6.6在公路橋梁施工中，要嚴格按照施工規范要求進行施工。要加大對施工過程進行監督，避免由于認為原因造成工程質量破壞。

6.7制定嚴格科學的養護制度，規范橋梁養護的方式方法，科學的借鑒別人先進技術和工藝，提高自己的養護技術，這都是橋梁養護的關鍵，既可以防止裂縫的產生，還可以對其它病害也有同樣的效果。

綜上所述，雖然混泥土結構的公路橋梁很容易產生裂縫，但是大量的科學研究以及成功的橋梁工程實例都表明，只要我們在橋梁工程的設計、施工工藝、材料的選擇和后期的養護過程中我們能夠充分考慮致使裂縫產生的各種因素，用科學的方法和態度，制定完善的養護制度和規范，還是完成可以把由于裂縫產生的危害程度降到最低，并最大限度防止其它病害的發生。