探析公路桥梁施工中裂缝的成因及防治

彭利煌

蕉岭县交通运输局 514100

【摘 要】桥梁裂缝在公路桥梁施工过程中无法避免，如何减少裂缝问题的出现，不仅可以延长桥梁的使用寿命，对人民群众的安全也提供了一个良好的保障。针对裂缝问题的严重性，我们要不断学习先进的工程技术，借鉴成功经验弥补自身的不足，提高桥梁施工的安全保障，减少甚至杜绝裂缝现象的发生。本文结合实际案例进行分析探讨。

【关键词】公路桥梁；混凝土裂缝；原因；解决对策

1.公路桥梁裂缝问题的危害

施工裂缝最大的问题就是使公路桥梁发生渗漏，且一般渗漏的后果表现在两方面，首先一方面基于压力水的作用，使得裂缝可能会逐渐地扩宽和发展，与此同时加上混泥土的碳化最终可能导致加剧混泥土收缩开裂的情形进而使得混凝土结构物处于崩溃和破坏的状态；其次另一方面是当公路桥梁混凝土内部有水渗透进来时，有可能破坏混凝土的水解，进而使得混凝土结构出现破坏。公路桥梁中裂缝的存在，使得空气中的二氧化碳能够轻易的进入到混凝土结构的内部，进而导致混凝土出现碳化现象，即裂缝中例如水泥等水化产物与二氧化碳之间发生的化学反应进而形成碳酸钙。混凝土碳化现象是对钢筋的一种极大损害，不仅会导致混凝土的碱度降低，如果一起渗入进来的还有空气和水，经过这一系列的相互作用最终会导致钢筋产生锈。

2.案例分析

2.1工程概述

地处某省公路上的一座桥梁，该桥全长750m，上部结构采用的是8m～30m的连续预应力混凝土箱梁，下部结构为柱式墩台，桥梁基础为混凝土钻孔灌注桩。该桥自2003年投入运营以来，已使用接近10年，通过前期对桥梁进行检测发现，桥身多处出现各种不同形式的裂缝。

2.2裂缝位置及现象

（1）箱梁底板。经检测该桥梁的箱梁底板位置处，仅横向裂缝就有10条左右，全长共计7200mm，其中有9条总计约6800mm的超限裂缝，其最大宽度为1.5mm；纵向裂缝共计115条，约为523152mm，其中有47条约399878mm的超限裂缝，其最大宽度为1.5mm。

（2）箱梁腹板。在该位置处的竖向裂缝共计49条，全长总计50430mm，其中最大裂缝的宽度约为0.8mm，并且有些局部裂缝呈竖向贯通排列；纵向裂缝总计21条约32640mm，其中有7条共计9120mm的超限裂缝，最大裂缝的宽度约为0.3mm左右。

（3）箱梁横隔板。该部位的横向裂缝仅有1条，全长总计498mm；竖向裂缝总计89条，全长共计88796mm，其中超限裂缝86条。下面本文根据该桥梁的检测数据，对其裂缝产生的原因进行系统分析。

3.公路桥梁裂缝的成因

3.1施工因素

除了原材料配置因素外，施工过程中搅拌、浇筑、养护等工序操作不当、落实不到位也是导致裂缝问题出现的重要因素。比如，混凝土搅拌过程中如果没有按照规定顺序向搅拌器中投入原材料，加上搅拌时间把握不当等，都会影响混凝土施工质量。另外，如果浇筑过程中没有采用分层浇筑方式、振捣操作不当，产生了离析现象的话也会使缓凝土出现裂缝问题，等等。

3.2荷载问题

由荷载而引起的裂缝是比较常见的裂缝之一，究其原因主要体现在以下几个方面：一是在施工机具、材料进行堆放时，比较随意，超过了承载的范围；二是对预制结构的受力情况了解不够，在起吊、运输或安装等过程中具有较大的随意性；三是没有严格按照设计图纸进行施工，没有严格遵循施工程序，擅自更改顺序，有的甚至改变了结构受力模式。

3.3收缩引起的问题

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

3.4温度因素

混凝土具有热胀冷缩的特性，当其外部环境或者内部结构发生变化时就会变形，进而产生温差裂缝。施工过程中及施工后，对混凝土养护不足，由于混凝土存在水化热，或者冬季施工时，养护不足时容易造成混凝土内外温差过大，从而导致混凝土出现裂缝。太阳暴晒或者骤然降温也是导致混凝土结构产生温差裂缝的常见原因。

4.对裂缝的质量控制措施

4.1优选施工方案

采取良好的施工方案，对控制混凝土裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量，施工缝间距、浇筑时间、位置及构造、振捣和运输等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承力较小的部位。水平施工缝位置的设留也应加以注意，一般来说，水平施工缝应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的时间。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

4.2施工过程中的荷载控制

1）由于结构荷载产生裂缝时常发生，首先要明确裂缝的类型和造成裂缝的真正原因，采取富有针对性的措施治理裂缝，减少损失。同时，要定期检查桥梁的安全问题，尽量避免裂缝等问题的出现。2）对症下药治理裂缝是十分重要的。在治理过程中要综合考虑结构承载力、收缩、温度变化等多方面的因素，避免再次出现裂缝现象。3）为了减少安全隐患，我们要适时检测桥梁的强度和震动疲劳。制定系统全面的操作规范和惩处规定，规范施工人员的行为，尽量减少由于人为原因造成的桥梁安全问题。

4.3检测温度，降低温度应力所带来的破坏性影响

在施工现场搅拌混凝土时必须实时监测温度、观察温度变化情况，并采取适当的降温措施降低混凝土内部温度，夏季施工中降温更为重要。除了混凝土搅拌过程中要监测温度变化，混凝土浇筑、养护工作中同样需要监测温度，同样要采取有效的降温处理措施。比如，混凝土浇筑过程中应尽量减少浇筑厚度，以免产生较大强度的温度应力效应。由于浇筑厚度的减少可能影响到混凝土结构的强度，为此，可以选择减水剂等外加剂作为混凝土原材料，不仅利于增加强度，相对而言也减少了混凝土体积。

3.4由于收缩而导致的裂缝对桥梁的危害也很大

桥梁收缩类型不同，控制收缩的方法也有所不同。1）制定可行性较强的施工方案，考虑混凝土的最佳配合比，通过对比，选择最终方案。从四个方面加强技术水平：①明确水灰比，②优选水泥材料，③外加剂严格控制，④确保养护的温湿度，提高混凝土的配合质量。2）采用分层浇筑的方法，匀速搅拌和下料。3）预防收缩裂缝可以采用覆盖保湿的办法，既经济又有效，达到增减养护时间的目的。4）施工过程中态度要严谨，比如通过控制水灰比防止收缩裂缝。

4.3采用先进工艺技术及时修复裂缝

1）对于严重裂缝采用灌浆修复法。该方法的操作主要是将浆液利用真空设备压入裂缝，随时间的推移浆液逐步硬化，并最后与混凝土形成一个稳定性强的整体结构，不仅密闭性能好而且还可以达到修复裂缝的目的。2）对于表面和深度裂缝进行表面修复法。一般是在混凝土裂缝表面涂抹水泥浆进行操作；对于有些工程则是采取涂抹环氧树脂胶泥；若裂缝因为应力继续开裂则应将玻璃纤维网格布粘附在裂缝表面来进行裂缝修补。3）结构加固法。结构加固法主要是运用于公路桥梁中由于存在某些裂缝而改变混凝土的结构性能的裂缝。结构加固措施可以对混凝土补强、增加混凝土结构的预应力及加固支点等等。4）嵌缝修复法。具体操作是在混凝土的裂缝处开槽，并将止水材料填充在開好的槽内，这样不仅可以封堵裂缝，还可以平整裂缝外观。

4.结语

总而言之，虽然路桥工程中混凝土结构物很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明，只要我们高度重视公路桥梁过程中裂缝控制问题，尽可能地从源头上严防裂缝的产生，加强施工管理。

参考文献：

[1]杨蕾.高速公路桥梁裂缝产生原因及预防措施[J].桥梁隧道，2007年12期：110-112.

[2]周华等.高速公路桥梁病害的维修与发展趋势[J].黑龙江交通科技，2008年11期：95-96.