橋梁裂縫產(chǎn)生的原因及處治措施

馬明飛

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

近年來，國內(nèi)交通運(yùn)輸活動(dòng)頻繁，為了滿足車輛日常行駛的線路要求，各地政府積極投資橋梁工程建設(shè)，以緩解單一地面交通造成的不便。橋梁是現(xiàn)代交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，將其架設(shè)于地面或水域之上，與地表公路組成互通式交通系統(tǒng)，滿足了高流量交通行駛的作業(yè)要求。橋梁勘測結(jié)果顯示，早期建成的橋梁設(shè)施約30%都出現(xiàn)了不同程度的病害，若不及時(shí)處理將影響到交通運(yùn)行的安全性。

1 興建橋梁工程的作用

事實(shí)證明，交通運(yùn)輸水平已經(jīng)成為影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素，解決地區(qū)交通問題對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)升級的作用顯著。改革開放前期，我國建設(shè)的一批公路工程正式投入使用后，各地區(qū)在政治、經(jīng)濟(jì)和文化等方面取得了令人矚目的發(fā)展成就，國民經(jīng)濟(jì)總收益水平以12.6%的幅度增長，充分顯現(xiàn)了交通工程的社會(huì)價(jià)值。鑒于交通行業(yè)的快速發(fā)展，我國開始追求建立多樣式的交通設(shè)施，以減小公路承擔(dān)的運(yùn)輸壓力?；趯?shí)際情況分析，興建橋梁工程也起到了多方面的作用。首先，推廣橋梁工程實(shí)現(xiàn)了交通系統(tǒng)的多元化改造，不再僅限于傳統(tǒng)公路運(yùn)輸?shù)男问剑臑橛晒?、橋梁共同組成的互通式交通；其次，興建橋梁工程緩解了交通壓力，保持了車輛暢通行駛于公路之上，避免交通擁擠帶來的不便。

2 引發(fā)橋梁裂縫的相關(guān)因素

橋梁工程逐漸成為社會(huì)交通系統(tǒng)的重要組成部分：一方面，其架設(shè)于地面之上，充分利用了空間資源，避免對地面交通造成不利的影響；另一方面，橋梁設(shè)施應(yīng)用于城市交通之后，也面臨多方面的病害風(fēng)險(xiǎn)，對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的破壞作用，縮短了其使用壽命。裂縫是橋梁最為常見的病害之一，導(dǎo)致裂縫形成的因素有很多種，這也給施工單位檢修處理帶來很大的困難。筆者結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出橋梁裂縫形成的內(nèi)因和外因（如圖1所示）。

2.1 內(nèi)因

內(nèi)因主要是針對橋梁結(jié)構(gòu)自身建造時(shí)產(chǎn)生的裂縫而言，這與橋梁工程施工作業(yè)存在著較大的關(guān)聯(lián)。

圖1 橋梁裂縫的成因

2.1.1 材料

我國橋梁工程采用了鋼筋、混凝土混搭使用的材料筑造，這是構(gòu)成橋梁設(shè)施的基本要素。材料質(zhì)量不合格會(huì)直接破壞結(jié)構(gòu)的耐久性，主橋裂縫病害的發(fā)生率也持續(xù)上升。有的施工單位為了加快作業(yè)進(jìn)度，新材料運(yùn)輸至現(xiàn)場后未經(jīng)抽樣檢測就直接使用。使用劣質(zhì)材料減弱了橋身的承載性能，經(jīng)過一段時(shí)間便會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。

2.1.2 工序

施工工序是對混凝土材料的處理過程?，F(xiàn)場人員操作不當(dāng)也會(huì)造成一定的裂縫病害。由施工工序引起的裂縫行為較復(fù)雜，如：施工人員的操作流程不科學(xué)，隨意更改圖紙上標(biāo)注的筑造工藝；材料使用順序前后顛倒；未對主橋結(jié)構(gòu)采取必要的支護(hù)措施；建造質(zhì)量驗(yàn)收不及時(shí)；沒有發(fā)現(xiàn)潛在的裂縫病害隱患等。

2.2 外因

外因是針對橋梁所處區(qū)域的外在環(huán)境而言，這也是造成橋梁裂縫的關(guān)鍵因素，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)均有可能導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

2.2.1 溫度

不同地區(qū)的氣候環(huán)境不同，橋梁所處的溫度條件也存在明顯的差異，溫度交替變化造成了橋梁結(jié)構(gòu)的收縮、變形等結(jié)構(gòu)突變，鋼筋或混凝土“熱脹冷縮”從而產(chǎn)生了裂縫[1]。目前，舊橋勘測數(shù)據(jù)顯示，約50%以上的橋梁裂縫都與溫度變化有關(guān)，這已經(jīng)成為引發(fā)橋梁病害的主要外因，也是一種不可預(yù)測的異常變化。

2.2.2 荷載

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對承重載荷的預(yù)測量偏小，沒有考慮將來交通荷載增加造成的承載壓力，鋼筋混凝土承受荷載超標(biāo)而瞬間性產(chǎn)生裂縫。如：橋梁體均有一個(gè)設(shè)定的荷載指標(biāo)，當(dāng)橋梁上車流量過多形成了巨大的荷載力，橋身便會(huì)立即發(fā)生脆性形變，橋面產(chǎn)生的裂縫會(huì)蔓延至橋墩及其他結(jié)構(gòu)，最終出現(xiàn)更大的縫隙。

3 橋梁裂縫出現(xiàn)后的處理措施

新時(shí)期城市及農(nóng)村地區(qū)面臨著新的發(fā)展環(huán)境，地區(qū)經(jīng)濟(jì)必須在交通設(shè)施改造的帶動(dòng)下才能持久發(fā)展，興建橋梁工程是保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本條件。鑒于橋梁在現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系中的重要作用，施工單位必須要制定綜合性方案解決橋梁裂縫問題，避免其對交通造成干擾。根據(jù)橋梁裂縫形成的相關(guān)因素，應(yīng)重點(diǎn)從材料、工藝、溫度和修補(bǔ)等方面及時(shí)處理，防止裂縫延伸而引起更大的破壞。

3.1 材料控制

材料是橋梁工程筑造的基本元素，控制原材料質(zhì)量對裂縫病害具有防范作用。除施工操作應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行外，還應(yīng)對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)，選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥，在條件允許的情況下，盡可能采用普通水泥、火山灰水泥等收縮性較低的水泥[2]。此外，配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入現(xiàn)場，監(jiān)督施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)建截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度。

3.2 技術(shù)控制

處理橋梁裂縫最根本還是要利用先進(jìn)的施工技術(shù)，結(jié)合裂縫形成后的現(xiàn)狀采取處理措施，抑制裂縫破壞力的擴(kuò)大。橋梁裂縫的處理方法很多，施工人員可根據(jù)情況選用。比較常用的技術(shù)：一是修補(bǔ)法，即對裂縫表面層進(jìn)行適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)，使開裂處被樹脂保護(hù)膜粘合，起到了加固、抗?jié)B等作用；二是開鑿法，適用于裂縫嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)處理，如處理橋梁深度裂縫時(shí)，先將裂縫處鑿開一定的深度，再重新填補(bǔ)砂漿或粘合膠進(jìn)行密封（如圖2所示），可起到較好的加固保護(hù)作用。

圖2 聚氯乙烯膠的應(yīng)用

3.3 質(zhì)量控制

現(xiàn)場正式動(dòng)工期間，應(yīng)對橋梁施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，做好質(zhì)量指標(biāo)的審查與調(diào)控工作。如：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振。振搗時(shí)間過短，振搗不密實(shí)，則形成的混凝土強(qiáng)度不足或不均勻；振搗時(shí)間太長，會(huì)造成分層，粗骨料沉人底層，細(xì)骨料留在上層，使得強(qiáng)度不均勻，上層易產(chǎn)生裂縫[3]。為了避免這些問題的出現(xiàn)，施工單位要積極提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，徹底杜絕裂縫的形成。

3.4 溫度控制

對于這一類原因引起的裂縫，主要有以下控制措施：首先，通過改善骨科級配，采用干硬性混凝土，盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，降低水化熱[4]；其次，在混凝土中摻加一定量具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間；再次，高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度，防止裂縫蔓延而造成更大的破壞。

4 結(jié)語

橋梁對交通系統(tǒng)建設(shè)有著多方面的作用，集中表現(xiàn)在其交通價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、工程價(jià)值等多個(gè)方面。鑒于國家對交通設(shè)施改造活動(dòng)的高度重視，未來各地區(qū)在執(zhí)行工程改造方案時(shí)必須嚴(yán)格控制橋梁改造質(zhì)量，重點(diǎn)防范各種裂縫病害的出現(xiàn)。這就要求施工單位根據(jù)分析得出的裂縫成因，制定針對性的病害處理方案，緊急檢修橋梁裂縫以恢復(fù)正常的施工秩序，保持橋面交通的暢通。

[1]林貝貝.談興建橋梁工程對社會(huì)交通的推動(dòng)作用[J].貴州道路施工，2010，26（12）：82-84.

[2]劉磊.關(guān)于橋梁裂縫產(chǎn)生原因的分析及處理措施[J].科學(xué)之友：B版，2006，11（5）：21-23.

[3]宋勇.基于行業(yè)科技創(chuàng)新指導(dǎo)下的橋梁病害處理[J].地質(zhì)勘測，2010，15（11）：88-91.

[4]常國平.地理環(huán)境對路橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析[J].南通建筑規(guī)劃，2010，30（6）：19-22.