桥梁裂缝成因及控制措施分析

冯仲彬，罗德银

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 裂缝对桥梁工程的影响

桥梁工程都是使用周期较长的工程，在完成工程建设以后，需要对工程进行定期检修和维护，从而使工程的使用寿命延长，满足使用年限要求。但随着桥梁工程被使用的时间逐渐增加，工程本身的结构会受到外界因素影响发生变化，裂缝也会随之产生。事实上，大部分桥梁工程所产生的裂缝问题都是在工程设计阶段或施工阶段就埋藏下的隐患。因为设计不合理或者是施工不到位，导致工程本身无法达到质量标准，经受外界环境干扰后，产生裂缝问题。桥梁工程当中的裂缝会对工程的使用性能产生影响，尤其是在阴雨天气，过量的雨水会直接渗入到桥梁的主体结构当中，从而对桥梁材料产生腐蚀，扩大裂缝范围。除此之外，桥梁出现裂缝以后，受到季节变换干扰，温度发生强烈反差也会进一步扩展裂缝长度或宽度，对桥梁主体造成更加严重的破坏。长期处于该种情况，桥梁的稳定性受到影响，其使用寿命缩短，能够承受的载荷重量也会下降。

2 桥梁施工裂缝类型

根据收集的已经产生裂缝的桥梁工程资料来看，目前工程当中的裂缝类别众多，最为常见的包含八字形、X形、垂直型以及水平型。

八字形裂缝的主要形态是裂缝的延伸状态呈现出八字，其会对道路桥梁的主体结构产生破坏。而之所以会出现该类别的裂缝，主要是在工程施工期间所选择的施工材料没有达到施工标准。通常情况下，道路桥梁的主要施工材料就是钢筋混凝土，但如果在进行混凝土配比过程中没有完全调配好材料，就会使混凝土的质量无法满足工程建设要求，混凝土很容易受到外界环境影响而发生变形，进而出现裂缝情况。

X形裂缝是比较复杂的一种裂缝，其主要是出现在桥梁个工程的桥墩位置，因为该位置与桥面连接，因此维护人员在维护过程中很难发现，也很难维护。该种裂缝的深度并不固定，因此即便是发现裂缝产生也很难判断裂缝的深度情况。而该种裂缝之所以会产生，主要是因为该部分的建筑材料强度较弱，且受到冷热交替环境影响，最终产生裂缝。

垂直型裂缝是比较常见的裂缝类型，其主要出现在桥梁结构之间，因为桥梁结构在前期间隙比较小，而后期却受到环境影响而逐渐扩大，从而产生垂直裂缝。该种裂缝在产生期间可以通过维修的方式进行补救，但如果发现时间比较晚，裂缝逐渐扩大会引发其他裂缝的产生。

水平裂缝主要出现在桥面上，其主要是因为施工环节计算发生失误，导致水平面的载荷能力较弱。当桥面上的重量相对集中时，水平裂缝就会产生。如果在初期发现水平裂缝并及时处理，能够改善裂缝对桥梁造成的损伤。

3 桥梁裂缝产生的原因

桥梁裂缝产生的原因主要集中在施工选材、载荷设计以及水压因素三个方面。下文将就这三个原因详细分析。

从施工选材的角度来讲，桥梁工程的材料选择对工程质量至关重要，因为工程本身的主体结构是钢筋混凝土，尤其是混凝土材料，因此在施工之前就需要做好混凝土材料选择。但是，在不同的桥梁工程中其需要选择的混凝土规格不同，如果在材料选取期间不加以管理，很容易出现选择混凝土颗粒过大或者是过小的情况，导致其无法按照施工需求配置出合适粗细的混凝土。混凝土本身的质量已经不符合规格，将该种材料浇筑到桥梁工程的主体结构当中，自然也会出现结构表面不平整的情况，工程施工裂缝也会因此产生。

从载荷设计的角度来讲，工程施工设计环节需要依据工程所在区域内的交通压力情况来判定工程需要承载的重量情况，并以此作为工程载荷总量的设计依据。车辆经过公路或者是桥梁表面必然会产生载荷值，如果初期设计阶段所考量的载荷总量并不符合实际载荷需求，那么当载荷重量集中，道路或桥梁表面就会发生变形的情况。除此之外，如果载荷过高，工程表面会发生不同程度的沉降，因此出现积水的情况，而如果水渗入到工程主体当中，必然会对基础材料产生破坏，造成基础材料流失，此时工程表面强度因此降低，裂缝产生的速度加快，扩大的速度也会随之提升。

从水压因素来讲，水压产生以后，桥梁表面的沥青会因此而遭受破坏，进而出现掉落的情况。水压的出现会促使沥青混合料的黏合能力下降，进而使更多的水分进入到沥青混合料的空隙当中，对工程表面结构产生破坏，促使工程表面出现坑洞状况，最终不可避免的衍生成为裂缝。

4 桥梁裂缝控制策略

从上述分析中已经了解到裂缝会对工程产生的破坏情况，也了解到导致裂缝产生的主要原因。为了延缓裂缝延伸，减少裂缝产生频率，在工程建设设计阶段及施工阶段需要制定明确的质量控制策略，从而规避裂缝产生。

4.1 转变设计理念，提升工程耐久度

为了控制桥梁工程的设计与施工裂缝，在设计阶段就需要做好控制工作。一方面注重设计理念的转变，汲取其他成功的桥梁工程设计经验，掌握先进设计理论，选择科学的施工流程，在工程开始之前就设计出完善的工程管理体系，促使桥梁工程施工具备合理的借鉴依据。另一方面，设计环节要考虑好工程的耐久度问题。在工程竣工并投入到使用以后，其需要经受往来车辆的压力，自然环境的温度变化，降雨降雪或者是地震等多种原因影响。而工程原本的耐久度设计也会因为上述因素而发生变化，最终出现结构上的问题。可以说，随着使用时间的延长，工程老化问题是必须要面对的问题。设计环节需要考虑解决该方面的问题，既然无法避免工程老化，那么可以从延缓老化速度入手，选择较好的施工材料，并且注重对工程结构的设计。例如，设计人员结合桥梁工程所在地的经济发展情况、交通情况、人口流动情况等因素，计算出合理的载荷值，并且加强对该工程的排水设计，避免水压因素对工程产生影响，减少积水对工程的侵蚀。

4.2 强化施工管理，注重材料与工艺选择

不仅设计环节的改善会对裂缝有明显的控制效果，在施工环节做好施工管理工作，也能够有效控制裂缝的产生。具体来讲，施工单位需要采购符合施工要求的施工材料，并且选择优质的施工工艺。

材料管理在任何类别的工程项目中都属于关键管理内容，桥梁工程为了强化质量更加需要注重该点问题。管理人员需要在材料采购阶段就加强管理与监督，考虑到设计图纸当中对于材料的要求，在购买材料的时候就进行多方对比，从中选出质量上乘且能够满足施工需求的材料，不能因为要刻意控制工程成本就选择标准较差的材料，避免对工程主体结构质量产生影响。桥梁工程当中最常见的施工材料就是钢筋、混凝土或者是沥青，在对该类别的施工材料进行管理过程中需要做好定期检验工作，确保购买环节的检验标准，并且在材料运输到施工地点以后进行二次检验，规避不良商家更换材料的问题。而在进行混凝土配比方面，也需要选择有专业知识的人员进行材料配比，规避配比结构不合理的问题，确保混凝土的颗粒大小符合浇筑需求。工艺选择是在施工材料选择完成以后的管理流程，主要是对施工行为进行把控，从而避免因为施工行为不合理而造成的裂缝问题。具体来说，依据特定的施工材料进行工艺选择，不管是混凝土材料还是路面铺设材料都需要经过搅拌工艺流程。而在该工艺流程选择方面，需要做好严格的管理控制工作。例如，对沥青及石料进行搅拌过程中，需要在搅拌开始之前就做好投放比例的设计，并且在搅拌期间保持对材料边加热边搅拌的状态，做好搅拌温度的控制，避免温度过高对混合材料的质量产生影响。

5 结束语

综上所述，桥梁工程中之所以会出现裂缝问题，主要是因为施工单位并没有严格把控施工流程，而裂缝出现的位置又非常隐秘，通常会被工程维护人员忽视。在该种情况下，裂缝的危害越来越大，最终对道路桥梁的整体工程安全产生负面影响。施工单位需要在工程设计环节就着好资料收集，通过工程施工可行性评估设计出符合施工地点实际情况的工程，选择合适的施工工艺，在施工环节也制定完善的管理制度，从而控制裂缝产生的频率，规避裂缝对桥梁工程的危害。