市政桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因分析

市政桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因分析

甄守奎

天津振津工程集团有限公司天津市

摘要：近年来，我国市政交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在市政桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对市政桥梁结构裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。本文主要对市政桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因及裂缝处理方法两个方面的内容进行了详细的分析。

关键词：桥梁施工；桥梁裂缝；原因；防治措施

在市政桥梁的工程中，桥梁产生裂缝问题是很难避免的。不仅仅因为工程施工的原因，更重要的是自身的应力所导致的。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍，但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理，同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术，裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。

一、桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因

1.桥梁自身应力产生的裂缝。桥梁自身的应力产生裂缝的种类分为桥梁收缩引起的裂缝和温度差异引起的裂缝两大类，下面将对其具体分析。第一，桥梁收缩引起的裂缝问题。桥梁的收缩实际上是因为砼在进行凝固的时候内外的收缩不均匀，导致表面上的砼所受到的拉力远远超过了抗拉的强度，从而出现了桥梁的裂缝。市政桥梁在施工的过程中，混凝土筑后4小时左右时，水泥水化的反应异常激烈和活跃，此时也是分子链逐渐产生和形成的关键时期。分子链形成的时候会出现泌水，这就说明混凝土并没有完全硬化，这就导致塑性收缩的产生。另外，混凝土硬化以后，混凝土表面的泌水会逐渐蒸发，温度也会下降，这时候混凝土的体积会减小，所以会出现缩水干缩的情况。

2.温度性裂缝。第一，温差的影响。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。第二，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。第三，突然降温的影响。日照和骤然降温是使道路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，直接会导致桥梁结构裂缝。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.桥梁荷载作用下产生的裂缝。荷载裂缝一般是指混凝土桥梁在常规的动静状态荷载以及桥梁的次应力下产生的裂缝。荷载裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝，直接应力裂缝就是指桥梁在物体的直接荷载下引起的外部应力产生的裂缝。这种裂缝主要是桥梁表面的荷载超过了它所能承受的应力。次应力裂缝是指桥梁在外部荷载的基础上所引发的次生应力所产生的裂缝。

二、桥梁裂缝常见裂缝处理方法

市政桥梁裂缝常见的处理方法有二种，即表面封闭修补法、压力灌浆修补法。由于桥梁出现裂缝的原因各种各样，所以处理裂缝的方法也须根据实际情况来进行判定。

1.表面修补的具体做法是沿着混凝土裂缝的表面铺上薄膜材料，在施工的时候将混凝土的表面用刷子打毛，将混凝土表面的裂缝填平。也可以采用沥青进行修补缝合，但是这种方法的浆液很难灌入。表面修补的方法适合运用在裂缝很浅的桥梁上，即桥梁内部并没出现裂缝，基本稳定，为了防止出现更大的裂缝，可以采用表面修补的方法。表面修补法可以采取将混凝土或石灰填充裂缝的方法，也可以在裂缝的表面进行抹灰的方法，这些方法非常简单，工程不大。但是它能阻止裂缝变大，从而导致桥梁的钢筋受到侵蚀，出现深层裂缝。

2.压力灌浆法分为水泥灌浆、化学物质灌浆。喷浆修补是一种在经过处理的裂缝表面，喷射一层密实的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去。再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。水泥灌浆适合桥梁的裂缝分布不均匀的情况下使用。化学物质是一种新型的桥梁裂缝修补方法，它主要采用先进的化学材料修补裂缝，可以在很大程度上改变灌浆材料的性能。它的优势在于可以将很细的裂缝进行修补，而且操作非常简捷，修补的效果非常好。化学灌浆法现在已经在桥梁裂缝的修补方面得到了广泛的应用。

三、工程实例

该桥新修建于某城市的一条河流上，全桥总长1200m，其中正桥长860m，北岸引桥长200m，南岸引桥长140m；桥宽22.5m，其中车行道宽18m，设4车道，车行道两边的人行道各宽2.25m。桥身为三联连续桥梁，每联3孔，共8墩9孔，采用混凝土箱型梁简支结构。施工中防治裂缝的主要措施有如下几条。

1.施工前进行准备，严格按照设计的混凝土配合比进行混凝土搅拌和后续养护，确保混凝土的均匀性和流动性。

2.绑扎钢筋之前，应对钢筋进行彻底的除锈工作，以确保钢筋的表面具有很好的金属光泽。同时要求钢筋在加工场地加工成型后运往现场安装时，其规格、型号、间距、接头位置等具体参数要符合设计图纸和施工规范的要求，应在钢筋层间留足间距，并在钢筋外层与模板间设置一定的混凝土垫块。

3.对模板及支架的承载能力、刚度和稳定性进行严格校核，施工前对支架进行预压，消除支架非弹性变形，并测出弹性变形值以便立模预留拱度，同时在安装模板时确保符合规范和设计要求，在未达到混凝土要求的强度时不可拆模，一切按照施工技术方案进行。

4.在浇筑混凝土前应对模板和支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件、预留孔等进行详细的检查，确认无误后进行浇筑。在浇筑过程中，混凝土的拌和、运输应满足连续浇筑的要求。浇筑中要细心观察，防止钢筋、模板、垫块及预埋管道的移动和变形，振捣要始终保持密实。浇筑的过程中采取一定的散热措施，可有效降低混凝土的温差，减少因温差而产生裂缝的可能。

5.在混凝土凝固后采取覆盖、洒水等措施进行细心的养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。一般来说，对于普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥的混凝土，养护时间不得少于7d；对于有抗渗要求的混凝土，养护时间不得少于14d。冬季施工时不能直接浇水养护，应用塑料膜和其他保温材料进行保温、养湿等。

6.桥梁设计的时候，对结构的施工顺序已经进行了考虑，在施工中如果没有重大变化，要严格按照施工顺序进行施工，避免因施工不当引起附加应力而产生裂缝。

在施工的过程中，充分考虑桥梁的各方面，力求做到减少桥梁裂缝的产生。当桥梁出现浅层的裂缝时，应该积极做好修护工作，避免裂缝的进一步扩大。在市政桥梁结构的设计中，应该进行合理的设计与预防。在原材料的购买上，应该非常慎重，将原材料的质量放在首位。在施工的过程中，应该充分考虑施工的合理性与科学性，注重效率的同时，更应该保质保量，严令禁止“豆腐渣”工程。桥梁结构裂缝多种多样，无论从表面裂缝还是上部结构裂缝或下部结构裂缝均有相应的成熟的加固工艺，在实际运用中应综合考虑各种因素，充分弄清裂缝形成机理方可针对性的提出加固措施，才能实现桥梁的经济效益和社会效益。

参考文献：

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