公路橋梁裂縫成因及處理措施研究

摘要 公路橋梁作為交通運輸領域中不可或缺的重要組成部分，其安全性和穩(wěn)定性直接關系到道路交通的暢通和行車安全。然而，在公路橋梁運營中，裂縫作為橋梁的常見病害，對橋梁的結構穩(wěn)定性和行車安全性產生重大影響，降低橋梁的使用壽命。基于此，文章對公路橋梁裂縫的影響進行簡要概述，并對裂縫產生的原因展開深入分析，提出了橋梁裂縫的預防和處治措施，對公路橋梁的科學運營管理具有一定指導意義。

關鍵詞 公路橋梁；裂縫；成因分析；預防措施；處治措施

中圖分類號 U445.71 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）05-0141-03

0 引言

公路橋梁作為交通運輸?shù)闹匾M成部分，其安全性和可靠性是保障道路運輸暢通的重要保障。然而，在實際運營過程中，公路橋梁經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，其中最為常見的問題之一即裂縫。裂縫的產生不僅影響公路橋梁的美觀性，還會影響橋梁的使用壽命和安全性，嚴重的甚至可能會導致橋梁崩塌，對交通和人員造成巨大的安全隱患。因此，對公路橋梁運營中出現(xiàn)的裂縫問題，開展深入的研究和探討，尋找其成因并提出相應的處理措施，具有非常重要的意義。

1 公路橋梁的裂縫概述

1.1 公路橋梁運營中主體結構常見裂縫

在公路橋梁的運營過程中，主體結構上常見的裂縫主要包括水平裂縫、垂直裂縫、斜裂縫、環(huán)向裂縫和接縫裂縫等。其中，水平裂縫和垂直裂縫是最常見的裂縫類型，通常是由梁結構的受力不均引起。斜裂縫則主要是由橋梁的受力方向發(fā)生變化造成，例如車流量增加、超載車輛等。環(huán)向裂縫則是因橋梁的受力分布不均引起。接縫裂縫則是橋梁承重結構中的構件受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，最終發(fā)生位移所致。對不同類型的裂縫，需針對性制定維護方案和處理措施，以確保公路橋梁的安全穩(wěn)定運營。

1.2 公路橋梁裂縫的影響

1.2.1 影響橋梁荷載能力及承載性能

橋梁穩(wěn)定性和承載能力對行車安全和交通效率具有重要影響。橋梁裂縫的出現(xiàn)會導致橋梁荷載能力下降，影響橋梁的承載性能，從而影響行車安全[1]。例如，裂縫會使得橋梁的結構受力不均，從而增加橋梁的應力集中風險，導致橋梁變形或破壞，甚至威脅行車安全。

1.2.2 影響橋梁防水性能和使用壽命

公路橋梁的防水性能和使用壽命是橋梁質量的重要指標。裂縫的出現(xiàn)會導致橋梁結構的滲水性能下降，從而影響橋梁的防水性能和使用壽命，并給當?shù)亟煌◣聿涣加绊憽＠纾芽p會導致水分滲入橋梁結構內部，造成橋梁結構中的鋼筋銹蝕，混凝土膨脹，最終導致橋梁破壞。在《公路工程技術標準》（JTG B01—2014 ）中，對不同公路橋梁主體結構設計使用年限有明確規(guī)定，具體如表1所示。

1.2.3 影響公路建設和城市形象

公路建設和城市形象是現(xiàn)代城市建設的重要組成部分。公路橋梁竣工開通運營后，裂縫會使得橋梁結構表面出現(xiàn)龜裂、破損等不良現(xiàn)象，導致橋梁結構美觀度下降，影響公路建設和城市形象。

2 公路橋梁裂縫的原因分析

公路橋梁在投入使用后，不可避免會產生裂縫。導致裂縫形成的原因諸多，在對裂縫成因進行分析前，應展開裂縫病害的常規(guī)檢測，并進一步制定具體的維修養(yǎng)護方案[2]。裂縫檢測流程詳見圖1所示。

2.1 原始設計方案問題

公路橋梁的設計階段可能存在的一些設計缺陷或誤差會在橋梁的運營階段引發(fā)裂縫。例如，在設計階段未考慮實際使用條件、交通荷載、地質情況等因素，導致橋梁主體結構的受力情況超出設計范圍，從而引發(fā)裂縫。此外，設計階段選用的材料等問題，也可能對橋梁主體結構的穩(wěn)定性產生不良影響，從而導致裂縫的產生。

2.2 施工技術問題

公路橋梁的施工技術是影響橋梁主體結構裂縫產生的另一個重要因素。通常情況下，公路橋梁的裂縫大多數(shù)由施工技術問題引起，即施工技術問題所造成的公路橋梁裂縫占大多數(shù)。施工過程中的誤操作、施工工藝不規(guī)范等問題均可能會影響橋梁的結構穩(wěn)定性，從而引發(fā)裂縫。例如，混凝土澆筑不均勻和振搗不到位導致混凝土質量不良，影響橋梁主體結構的穩(wěn)定性，從而引發(fā)裂縫。

2.3 運營階段超載問題

公路橋梁在運營階段可能會出現(xiàn)超載情況，從而導致橋梁主體結構的受力情況超過設計范圍，引發(fā)裂縫。例如，貨車、客車等大型車輛超載運輸，對橋梁主體結構產生額外荷載，從而導致橋梁主體結構的超負荷破壞，引發(fā)裂縫。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，我國因超載問題導致的公路橋梁裂縫問題占比較高，且超載問題會導致其他公路病害問題，如路面損壞、梁體失穩(wěn)等。因此，針對運營階段超載問題，相關管理單位應重點監(jiān)管[3]。

2.4 極端自然災害問題

除以上問題外，極端自然災害如地震、洪水、風災等也是導致公路橋梁主體結構出現(xiàn)裂縫的重要原因之一。在上述因素影響下，公路橋梁發(fā)生裂縫病害的概率較高。此類自然災害可能會給橋梁主體結構帶來額外荷載，導致橋梁結構被破壞，出現(xiàn)裂縫。例如，在洪水期間，尤其是瞬間暴雨和長時間持續(xù)暴雨，水流的沖擊力和沖刷力對橋梁主體結構影響較大，可能導致橋梁主體結構的地基、樁基和橋墩等部位產生損傷和裂縫。

3 公路橋梁裂縫的預防、處治措施

3.1 公路橋梁裂縫預防措施

3.1.1 合理設計與施工

公路橋梁的設計和施工應符合相關規(guī)范和標準，確保結構的合理性和穩(wěn)定性。同時，應采用高質量的材料和適當?shù)氖┕すに嚕蕴岣吖窐蛄旱哪途眯院涂沽研浴Ｖ饕w現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）加強設計預防措施，保證公路橋梁的合理設計和優(yōu)質建設。在設計階段，應根據(jù)地質情況、交通流量、荷載特性等因素，對公路橋梁進行科學合理的結構設計，避免結構過度薄弱或冗余，同時確保橋梁的承載能力和安全性能符合標準要求。

（2）加強施工質量控制。在橋梁施工階段，應嚴格控制材料的質量，選用符合規(guī)范要求的材料，杜絕低價劣質材料和假冒偽劣材料的使用[4]。此外，還應加強施工質量監(jiān)管和驗收工作，確保施工工藝規(guī)范和質量可控，杜絕因施工不當導致的裂縫產生。

3.1.2 加強日常養(yǎng)護管理

公路橋梁在運營期間需定期進行檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)和處理裂縫等缺陷。首先，應建立完善的橋梁檢測和評估機制，定期對公路橋梁進行全面的檢測和評估，發(fā)現(xiàn)并分析裂縫的產生原因，及時采取合適的處理措施，防止裂縫進一步擴展和加劇。其次，在日常維護和保養(yǎng)過程中，應注意定期檢查和維修公路橋梁的裂縫，及時清除積水和異物，確保橋梁的排水和防水性能，提高橋梁的使用壽命。

3.1.3 加強車輛超載管控

在運營期間，應加強超載車輛管控，防止超載車輛對橋梁結構產生影響。為及時發(fā)現(xiàn)超載引起的損傷和變形，應加強公路橋梁的負載監(jiān)測和評估。負載監(jiān)測和評估可通過安裝傳感器、使用無損檢測技術、采用計算機模擬等方式進行，以監(jiān)測橋梁的荷載和結構變形情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取合適的處理措施。

3.1.4 做好自然災害防范

在公路橋梁的設計和施工中，需考慮當?shù)氐臍夂蚝偷刭|條件，采取相應的防范措施，避免自然災害對橋梁結構的影響。例如，在地震多發(fā)地區(qū)，可采用加強橋梁抗震能力的措施，提高橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 公路橋梁裂縫處治措施

公路橋梁運營過程中出現(xiàn)裂縫，一旦發(fā)現(xiàn)，需及時采取相應的處治措施，避免裂縫的進一步擴大和對橋梁結構的安全穩(wěn)定產生更大影響。橋梁裂縫的具體處治措施因裂縫的類型和程度而異，具體如下：

3.2.1 小型裂縫處治措施

對于裂縫較小、影響不大的小型裂縫，可采用注漿、封閉等方法進行處理。其中，注漿是將特定的材料（如水泥漿、環(huán)氧樹脂等）注入裂縫中，填充裂縫，提高橋梁結構的強度和密實度。封閉是用特殊材料（如封閉膠等）封閉裂縫表面，防止水分進入，遏制裂縫的進一步擴大。根據(jù)《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2017），當裂縫寬度≤0.15 mm時，可不作處理，但為確保橋梁的使用壽命及混凝土的耐久性，對寬度≤0.15 mm的裂縫，可采用封閉膠進行封閉處理。工藝流程如圖2所示。對寬度＞0.15 mm的裂縫，則可采用注漿處理，工藝流程如圖3所示。

3.2.2 中型裂縫處治措施

相較于小型裂縫，中型裂縫則需采用更加專業(yè)的加固措施，例如鋼板加固、碳纖維加固及預應力張拉加固等[5]。

（1）鋼板加固。鋼板加固是在裂縫兩側鉆孔，插入特定鋼板，再將鋼板與橋梁結構固定，使其具有一定的抗裂能力。在實際應用中，鋼板加固技術具有較高的適應性和靈活性，還可與其他加固技術相結合，形成綜合加固方案，提高橋梁的抗震性能和承載能力。

（2）碳纖維加固。碳纖維加固技術是一種較新的橋梁加固技術，又稱為碳纖維增強復合材料加固技術。其主要作用是利用碳纖維增強材料的高強度和耐久性，通過在裂縫周圍的區(qū)域貼附預先制作好的碳纖維布或帶，再使用特定的環(huán)氧樹脂進行固化，增強橋梁結構的強度和剛度，從而提高其抗裂性能，最終達到加固和修復目的。相比于傳統(tǒng)的鋼板加固，碳纖維加固具有重量輕、施工方便、對橋梁結構的損傷小等優(yōu)點。碳纖維加固工藝流程如圖4所示。

（3）預應力張拉加固。預應力加固技術主要是通過在橋梁結構中增加預應力，以此提高結構的承載能力和抗震性能，從而防止裂縫擴大。該技術具有加固效果好、施工簡便、周期短、對橋梁結構損傷小等特點，是一種有效的橋梁加固技術。預應力加固技術可分為內加預應力和外加預應力兩種類型。

3.2.3 大型裂縫處治措施

相較于中、小型裂縫，大型裂縫則需采用更加綜合的加固措施，例如整體加固、橋梁拆除重建等。其中，整體加固是對整個橋梁結構進行加固處理，通常包括混凝土噴涂、加強鋼筋、增加預應力張拉等措施。橋梁拆除重建，則是將裂縫處的橋梁拆除，重新建造新的橋梁結構，以保證橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

4 結語

綜上所述，裂縫作為公路橋梁運營中一個復雜而普遍的問題，對公路橋梁的安全穩(wěn)定運營產生了重大影響。在公路橋梁運營中，裂縫問題需要得到充分重視和有效解決，以確保公路橋梁的安全穩(wěn)定運營。基于此，該文以公路橋梁運營中裂縫問題為出發(fā)點，對裂縫的影響及產生原因進行了探討和分析，并提出了相應的預防和處治措施，以供我國公路橋梁運營管理參考和借鑒。

參考文獻

[1]李世杰. 道路橋梁裂縫原因及處理技術研究[J]. 建材技術與應用， 2021（3）： 150-151.

[2]張曉東. 公路橋梁裂縫的成因及防治[J]. 中國公路， 2019（5）： 100-102.

[3]張才. 公路橋梁裂縫病害成因分析及控制措施研究[J]. 西部交通科技， 2019（1）： 78-80.

[4]王光輝， 楊秀云. 公路橋梁裂縫預防與治理技術探討[J]. 公路交通科技， 2019（6）： 190-192.

[5]韓建華. 公路橋梁裂縫的原因分析與維修方法[J]. 公路交通科技， 2020（3）： 172-173.