試析道路橋梁施工中的裂縫成因及預防措施

尹平陽

【摘 要】近年來，我國交通建設速度飛快，很多先進的技術都應用在道路橋梁施工中，但裂縫在建成橋梁中仍然存在。鑒于此，文章圍繞橋梁裂縫進行深入探討，對橋梁裂縫成因加以總結，借助某橋梁施工案例，建立Midas/FEA三維模型，對裂縫進行非線性分析和計算，明確橋梁裂縫原因，并提出相應的裂縫治理和預防措施，希望對相關單位改進自身施工技術有所幫助。

【關鍵詞】橋梁施工;裂縫成因;非線性分析;三維模型

【中圖分類號】U445.57 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）07-0143-02

0 引言

橋梁橫跨在河流上，實現兩地連通，裂縫的出現無疑會降低橋梁的承載能力。橋梁施工時是允許裂縫存在的，但必須將其嚴格控制在允許范圍，0.1 mm是最嚴格的允許裂縫寬度，不同環境下裂縫寬度允許值存在差異，若橋梁結構處于干燥、無侵蝕的正常環境，裂縫允許寬度最大值為0.4 mm。本文重點研究橋臺裂縫成因，樁基、承臺等共同構成橋臺，若出現裂縫可采用補強、結構加固等方式治理。

1 常見裂縫成因

（1）收縮導致裂縫。進行混凝土澆筑時，后期凝固時混凝土會出現收縮現象，從而導致橋梁出現收縮裂縫。此類裂縫形狀細而密，梁、板長邊是收縮裂縫主要分布的位置，若澆筑面積較大，混凝土澆筑時極易在腰部出現裂縫，底部通常不會出現裂縫。若澆筑塊中泥沙含量超標，也會導致收縮裂縫。

（2）溫度變化導致裂縫。橋梁結構有自我變形約束能力，但外部溫度變化過快，約束能力逐漸減弱，受熱脹冷縮物理變化的影響，內部結構張力不斷變化，若張力超過約束范圍，裂縫隨之產生。溫度過高產生的裂縫為細長狀，溫度過低時裂縫較寬。

（3）荷載過大導致裂縫。橋梁承受的荷載不斷增加，進而產生裂縫。承載能力弱與前期設計不當有關系，如在選定穩定系數、構造強度時未考慮橋梁后期的使用情況，對超重車輛不加限制等，就會導致裂縫。

（4）沉降導致裂縫。受下部巖層影響，基礎穩定性不足，在地下水、巖層運動等影響下，局部基礎出現沉降，橋梁產生裂縫[1]。

2 案例分析

2.1 工程概況

某橋梁采用混凝土箱梁結構，箱梁跨度為30 m，搭板長度設計為8 m，橋梁寬度為19 m，荷載指標要求達到公路-Ⅰ級。橋臺采用“一”字式結構，其結構如圖1所示，橋臺下設置摩擦型撞擊，布置形式為雙排樁。承臺高度設計為1.5 m，平面尺寸為6.3 m×19 m，此外還在相應位置設計防裂鋼筋、箍筋等。

承臺、臺帽不是同時澆筑，兩結構澆筑時間相差40 d，經過一段時間進行現場考察發現，橋臺出現裂縫，其裂縫分布如圖2所示，左1、右1裂縫寬度相等，都為0.4 mm，另外兩裂縫寬度為0.5 mm。選取左1裂縫，對其鉆芯取樣發現，裂縫深度較大，幾乎整個臺身都布有裂縫。以此裂縫為基準點進行擴散排查發現，橋梁其他部位都存在不同程度裂縫。

2.4 分析計算結果

做橋臺橫向正應力云圖，計算過程中不考慮臺身、承臺的約束能力，其收縮差異導致的正應力較小，為0.08 MPa，應力變化不大。借助Midas/FEA模型進行計算分析，對臺身進行降溫，溫度為-0.31 ℃，然后借助臺身模型作橫向正應力云圖，從受力云圖可以看出樁基是主要影響因素，其受力區域集中在中下部，最大拉應力在標準允許范圍內，此時臺身并未出現裂縫。下降溫度達到-9.5 ℃時，左1、右1裂縫產生，隨著臺身溫度的持續下降，裂縫長度和寬度逐漸增大。裂縫在諸多因素影響下，逐漸向豎向裂縫形式發展。

3 防治措施分析

3.1 調整橋臺結構

根據實際情況重新調整橋臺結構，構造鋼筋選擇最佳型號進行配置，樁基相應位置設置假縫，一般在應力集中區域布置假縫，將結構靜置3個月，然后將假縫封閉起來。此外，對樁基局部受力較大處進行結構加固，同時增加防裂鋼筋密度。

3.2 澆筑養護嚴格把關

首先嚴格選擇澆筑材料，水灰比按照標準配比，在減少水泥用量的前提下保證混合物質量。其次采用分層澆筑形式，每層澆筑完成后進行振搗密實，減少澆筑結構中孔隙[4]。最后注意養護，尤其在干燥、寒冷季節，要增加養護澆水次數，避免結構出現干裂現象。

3.3 修補已有裂縫

{1}表面修補。針對表面裂縫形狀，選擇適當修補材料，如水泥砂漿、環氧膠泥等，先將裂縫清理干凈，然后按照裂縫走向將其鑿成一定深度的凹槽，將材料均勻地涂抹在凹槽中，并用支模板完成壓實作業。此方法適用于深度不大的裂縫，若裂縫貫穿整個結構，表面修補法顯然不太適用。{2}內部修補。針對深度較大的裂縫，采取內部修補法，一種是水泥灌漿，利用沖洗、吹風等方式將裂縫中雜物清理干凈，然后調配濃度適中砂漿，利用埋灌漿管將水泥砂漿灌入裂縫，并用棒搗實砂漿。另一種是化學灌漿，采用化學制劑進行灌漿，此方法可操作性強，混合物能與原結構緊密粘連在一起，防止補縫后出現材料脫落現象。

4 結語

橋梁工程工期一般較長，其中每道工序都有可能產生結構裂縫，因此施工者必須規范施工，不能疏忽施工細節。施工遵照國家技術標準進行，合理設計橋梁各部分結構，盡量將外部載荷分散，提升橋梁承載力，進而減少裂縫產生。目前，裂縫防治技術已漸趨成熟，橋梁質量有望進一步提升。

參 考 文 獻

[1]范金泉.道路橋梁施工中的裂縫成因及預防措施[J].建筑工程技術與設計，2018（31）：1768.

[2]劉陶效.淺談鋼筋混凝土結構裂縫成因及預防措施[J].建材與裝飾，2017（29）：5-6.

[3]薛興偉，周俊龍，華旭東.橋臺裂縫成因的非線性分析及防治對策[J].筑路機械與施工機械化，2019（1）：82-87.

[4]崔光維.大跨預應力混凝土連續剛構橋箱梁裂縫原因與防治對策[J].交通世界（下旬刊），2018（4）：118-119，131.

[責任編輯：陳澤琦]