道路桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因分析

张新立1 于捷2

山东通达路桥规划设计有限公司 264003

摘要：为了促进公路桥梁建设的稳定运行，我们要进行公路桥梁裂缝问题的有效预防，以保证桥梁建设系统的健全，以满足实际工作环境的需要，对于产生桥梁裂缝的因素展开分析，通过相关措施的应用，促进桥梁质量的提升。

关键词：道路桥梁建设；施工；裂缝

桥梁的裂缝问题是实际施工中较为常见的工程问题，严格来说，不论采用何种施工材料，使用何种施工工艺，混凝土结构的表面都会产生裂缝，因此裂缝在一定程度上是无法避免的客观存在，而桥梁建成后也常常是带裂缝工作，但有些裂缝仅影响桥梁的外观形象，对结构的性能影响不大，而有些却会对桥梁的安全使用产生严重的影响。因此必须要了解在桥梁施工中产生裂缝的原因，才能使得施工中的防治工作做到有的放矢。产生裂缝的原因很多，总体来说有原材料本身原因产生的裂缝以及施工工艺和荷载引起的裂缝等。

一、桥梁建设中产生裂缝的种类及原因

1.原材料本身引起的裂缝

由于桥梁施工的最主要原材料是混凝土，而混凝土由水泥、骨料以及外加剂等组成，如果这些材料本身不符合标准或者配比控制不好，极易引发桥梁施工过程中的裂缝产生。比如采用的是水化热较大的硅酸盐水泥，在大体积混凝土施工过程中就会由于构件内外温差过大容易产生温度裂缝；另外如果水灰比控制不好或者骨料不合格则会降低混凝土的整体强度，破坏混凝土的收缩性能，容易产生裂缝，而骨料如果粒径过小，会导致混凝土的抗拉性能较低，在拉应力的作用下就容易产生裂缝；如果外加剂选择不当或使用过量，也容易产生裂缝，如早强剂添加过量，或者外加剂内元明粉、木质素含量过高等，均会导致产生裂缝。

2.温度性裂缝

2.1 较大年温差的影响

我们都知道，一年中的温度差缓慢的变化着，四季温差虽然幅度变化不大，但是我国一般以冬夏的温度作为变化幅度，尤其是以一月和七月的平均温度为温度变化幅度。这样对桥梁结构的影响可想而知，温度差影响桥梁结构，主要将导致桥梁纵向的位移。当结构发生位移受到一定的限制时，就很容易引起温度裂缝现象，如常见的拱桥和钢架桥等。因为混凝土有蠕变的特性，所以在年温差范围内进行计算时，不可忽略对混凝土弹性实现一定程度的折减。

2.2 高强度日照的影响

由于桥面的板块和桥主梁以及桥墩的一面受到阳光强烈的照射，使桥梁整体受热不均匀，被曝晒的地方温度明显比其他地方的温度高，桥梁的温度呈非线性式的梯度分布结构。又因为自身对受力的约束，使得桥体局部的拉力和应力较大，引起裂缝的出现。

2.3 突然降温的影响

日照和骤然降温是使桥梁出现结构温度裂缝最为常见的原因。如果正常的天气突然下大雨或者突然来冷空气，会导致桥体的表面温度骤然下降，甚至是日落都会引起结构外表温度的降低。但是桥梁的内部温度却下降的很缓慢，这样，内外温差引起的桥梁温度梯度，直接会导致桥梁結构裂缝。在对日照以及突然降温进行内力计算的时候，可以把设计规范起来，并结合实际桥梁的资料进行计算，而混凝土的弹性量则不需考虑折减。

3.荷载引起的裂缝

3.1 荷载直接应力的影响。在桥梁工程设计阶段，由于对桥梁荷载的预计不足以及预算错误等造成施工后桥梁本身的荷载能力小于设计荷载能力，在桥梁的施工过程中由于各种的静荷载以及动荷载直接作用于桥梁之上，导致局部裂缝的产生，而且随着荷载的不断施加以及变化，裂缝会越来越大，严重时可能会产生倒塌事故。另外由于施工过程中施工人员对安全系数的把握不准确，也容易导致桥梁的质量不达标，在外力作用下容易开裂。在施工过程中，施工人员往往安全意识淡薄，将施工材料随处堆积，导致局部的静荷载过大，当荷载超过桥梁实际荷载时就会产生裂缝。除此之外，在施工过程中施工方为加快施工进度，擅自改变施工顺序，不对试块做振动疲劳强度实验，以及监理单位没有充分发挥监督的作用等，都有可能导致桥梁质量的不良，容易产生裂缝。

3.2 荷载次应力的影响。由于在工程设计阶段没有充分考虑施工过程中可能出现的开洞、凿槽等情况，使实际施工过程中容易引起局部荷载的变化，这些局部的荷载变化在一定程度上会引起裂缝的产生，这些裂缝一般比较微小，很少对桥梁的安全使用造成影响。在传统的施工过程中，认为次应力对裂缝的影响是微乎其微的，一般在做设计预算时很少考虑，随着科技的发展以及人们对桥梁质量要求更高的情况下，考虑次应力对产生裂缝的影响变成了必然。

4.关于工艺质量性裂缝

为了促进施工质量的提升，我们要进行混凝土施工工艺的深化，确保其施工水平的提高，以确保其混凝土裂缝的有效避免。如果不能保证施工工艺系统的内部环节的有效协调，就容易导致钢筋各个环节的裂缝的产生。在实际工作中，施工工艺的不科学性，会导致其钢筋的不同走向的裂缝出现，其裂缝宽度也受到施工技巧的影响，如果不能实现其钢筋构件高度的规范，也容易导致相应的钢筋裂缝。如果混凝土的振捣工作进行的操作不合格，会引起荷载裂缝，而不合格的操作往往包括振捣过程不均匀也不密实等。另外，混凝土的流动性能很差，这样使得混凝在硬化前很难做到充足的沉实，造成硬化后的沉实量过大，引起裂缝。还有很多由于工艺技术引起的混凝土裂缝，如对混凝土搅拌时间、运输时间的控制以及对接头部分的处理等。

5.收缩性裂缝

混凝土在进行施工中的浇筑任务以后，大约四小时水泥就会发生一系列的化学反应，尤其是水化反应最为激烈。在这个时候，混凝土没有达到硬化的标准，而仍然处于非硬化的状态，所以，这时的收缩形式为塑性收缩。一些骨料在下沉中会受到钢筋强烈的阻挡，加上在塑性收缩的影响下，容易形成沿着钢筋方向而生成的裂缝。

混凝土的缩水性和缩干性收缩发生在混凝土硬结之后。由于硬结后的混凝土的温度会随着表层水分的蒸发而降低，进而导致其体积不断缩小。整个混凝土表面水分丢失快，而内部却相对很慢，所以，引起混凝土表面和内部的收缩性能不同，强度大小不一致，使混凝土被钢筋强烈的束缚着，而产生明显的裂纹。

在混凝土的硬化中常见的另一种收缩类型就是自生收缩。它的收缩反应与外部温度没有关系，这一自生收缩是水泥同水发生的水化反应。

在高温情况下最容易发生的反应就是碳化收缩，由于大气中二氧化碳和水泥容易发生一些化学反应，所以收缩变形的出现就见怪不怪了。碳化收缩的发生条件必须是极高的温度，并且它的反应强度会随着大气二氧化碳浓度的变化而变化。

影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量。水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。良好的养护方法可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时间越长，则混凝土收缩越小。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可用明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋小距布置。

结语

由以上情况，裂缝可能会对桥梁的安全使用性能造成影响，因此必须要了解导致裂缝产生的原因，只有知道原因才能有针对性地制定对策防止或控制裂缝的产生为了促进桥梁建设的综合效益的提升，我们要进行桥梁裂缝现象的避免，这就需要引起相关管理者的重视，确保其施工工艺的稳定性，确保其工作系统的内部环节的协调。引起裂缝的因素是多而复杂的，有的甚至是因很平常的不被重视的因素导致，要根据裂缝出现的原因及时进行弥补，避免危险事故的发生。

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