试析道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施

尹平阳

【摘 要】近年来，我国交通建设速度飞快，很多先进的技术都应用在道路桥梁施工中，但裂缝在建成桥梁中仍然存在。鉴于此，文章围绕桥梁裂缝进行深入探讨，对桥梁裂缝成因加以总结，借助某桥梁施工案例，建立Midas/FEA三维模型，对裂缝进行非线性分析和计算，明确桥梁裂缝原因，并提出相应的裂缝治理和预防措施，希望对相关单位改进自身施工技术有所帮助。

【关键词】桥梁施工;裂缝成因;非线性分析;三维模型

【中图分类号】U445.57 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）07-0143-02

0 引言

桥梁横跨在河流上，实现两地连通，裂缝的出现无疑会降低桥梁的承载能力。桥梁施工时是允许裂缝存在的，但必须将其严格控制在允许范围，0.1 mm是最严格的允许裂缝宽度，不同环境下裂缝宽度允许值存在差异，若桥梁结构处于干燥、无侵蚀的正常环境，裂缝允许宽度最大值为0.4 mm。本文重点研究桥台裂缝成因，桩基、承台等共同构成桥台，若出现裂缝可采用补强、结构加固等方式治理。

1 常见裂缝成因

（1）收缩导致裂缝。进行混凝土浇筑时，后期凝固时混凝土会出现收缩现象，从而导致桥梁出现收缩裂缝。此类裂缝形状细而密，梁、板长边是收缩裂缝主要分布的位置，若浇筑面积较大，混凝土浇筑时极易在腰部出现裂缝，底部通常不会出现裂缝。若浇筑块中泥沙含量超标，也会导致收缩裂缝。

（2）温度变化导致裂缝。桥梁结构有自我变形约束能力，但外部温度变化过快，约束能力逐渐减弱，受热胀冷缩物理变化的影响，内部结构张力不断变化，若张力超过约束范围，裂缝随之产生。温度过高产生的裂缝为细长状，温度过低时裂缝较宽。

（3）荷载过大导致裂缝。桥梁承受的荷载不断增加，进而产生裂缝。承载能力弱与前期设计不当有关系，如在选定稳定系数、构造强度时未考虑桥梁后期的使用情况，对超重车辆不加限制等，就会导致裂缝。

（4）沉降导致裂缝。受下部岩层影响，基础稳定性不足，在地下水、岩层运动等影响下，局部基础出现沉降，桥梁产生裂缝[1]。

2 案例分析

2.1 工程概况

某桥梁采用混凝土箱梁结构，箱梁跨度为30 m，搭板长度设计为8 m，桥梁宽度为19 m，荷载指标要求达到公路-Ⅰ级。桥台采用“一”字式结构，其结构如图1所示，桥台下设置摩擦型撞击，布置形式为双排桩。承台高度设计为1.5 m，平面尺寸为6.3 m×19 m，此外还在相应位置设计防裂钢筋、箍筋等。

承台、台帽不是同时浇筑，两结构浇筑时间相差40 d，经过一段时间进行现场考察发现，桥台出现裂缝，其裂缝分布如图2所示，左1、右1裂缝宽度相等，都为0.4 mm，另外两裂缝宽度为0.5 mm。选取左1裂缝，对其钻芯取样发现，裂缝深度较大，几乎整个台身都布有裂缝。以此裂缝为基准点进行扩散排查发现，桥梁其他部位都存在不同程度裂缝。

2.4 分析计算结果

做桥台横向正应力云图，计算过程中不考虑台身、承台的约束能力，其收缩差异导致的正应力较小，为0.08 MPa，应力变化不大。借助Midas/FEA模型进行计算分析，对台身进行降温，温度为-0.31 ℃，然后借助台身模型作横向正应力云图，从受力云图可以看出桩基是主要影响因素，其受力区域集中在中下部，最大拉应力在标准允许范围内，此时台身并未出现裂缝。下降温度达到-9.5 ℃时，左1、右1裂缝产生，随着台身温度的持续下降，裂缝长度和宽度逐渐增大。裂缝在诸多因素影响下，逐渐向竖向裂缝形式发展。

3 防治措施分析

3.1 调整桥台结构

根据实际情况重新调整桥台结构，构造钢筋选择最佳型号进行配置，桩基相应位置设置假缝，一般在应力集中区域布置假缝，将结构静置3个月，然后将假缝封闭起来。此外，对桩基局部受力较大处进行结构加固，同时增加防裂钢筋密度。

3.2 浇筑养护严格把关

首先严格选择浇筑材料，水灰比按照标准配比，在减少水泥用量的前提下保证混合物质量。其次采用分层浇筑形式，每层浇筑完成后进行振捣密实，减少浇筑结构中孔隙[4]。最后注意养护，尤其在干燥、寒冷季节，要增加养护浇水次数，避免结构出现干裂现象。

3.3 修补已有裂缝

{1}表面修补。针对表面裂缝形状，选择适当修补材料，如水泥砂浆、环氧胶泥等，先将裂缝清理干净，然后按照裂缝走向将其凿成一定深度的凹槽，将材料均匀地涂抹在凹槽中，并用支模板完成压实作业。此方法适用于深度不大的裂缝，若裂縫贯穿整个结构，表面修补法显然不太适用。{2}内部修补。针对深度较大的裂缝，采取内部修补法，一种是水泥灌浆，利用冲洗、吹风等方式将裂缝中杂物清理干净，然后调配浓度适中砂浆，利用埋灌浆管将水泥砂浆灌入裂缝，并用棒捣实砂浆。另一种是化学灌浆，采用化学制剂进行灌浆，此方法可操作性强，混合物能与原结构紧密粘连在一起，防止补缝后出现材料脱落现象。

4 结语

桥梁工程工期一般较长，其中每道工序都有可能产生结构裂缝，因此施工者必须规范施工，不能疏忽施工细节。施工遵照国家技术标准进行，合理设计桥梁各部分结构，尽量将外部载荷分散，提升桥梁承载力，进而减少裂缝产生。目前，裂缝防治技术已渐趋成熟，桥梁质量有望进一步提升。

参 考 文 献

[1]范金泉.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].建筑工程技术与设计，2018（31）：1768.

[2]刘陶效.浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].建材与装饰，2017（29）：5-6.

[3]薛兴伟，周俊龙，华旭东.桥台裂缝成因的非线性分析及防治对策[J].筑路机械与施工机械化，2019（1）：82-87.

[4]崔光维.大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁裂缝原因与防治对策[J].交通世界（下旬刊），2018（4）：118-119，131.

[责任编辑：陈泽琦]