道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫成因分析

楊玉鵬 張 凱

中交二航局第四工程有限公司

道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫成因分析

楊玉鵬 張 凱

中交二航局第四工程有限公司

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全國(guó)各地交通設(shè)施不斷完善，由于我國(guó)人均耕地面積有限，我國(guó)交通研究部門(mén)不斷加大對(duì)各類(lèi)道路橋梁進(jìn)行研究與建設(shè)。同時(shí)，道路橋梁技術(shù)的發(fā)展，也在很大程度上加快了高速公路與鐵路的建設(shè)，同時(shí)推動(dòng)了多山，多丘陵地區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。對(duì)于一些較為偏遠(yuǎn)的山區(qū)，道路橋梁的建設(shè)不經(jīng)能讓當(dāng)?shù)厝嗣癯鲂凶兊梅奖?，還能起到脫貧致富的目的。然而由于施工、地形、建材各方面原因，導(dǎo)致過(guò)去很多橋梁工程都出現(xiàn)裂縫等安全與質(zhì)量問(wèn)題。為探討道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫成因，筆者就過(guò)去各地出現(xiàn)的橋梁裂縫問(wèn)題進(jìn)行深入研究，從地基、荷載、溫度、鋼筋、混泥土、施工六個(gè)方面進(jìn)行分析，總結(jié)如下。

道路橋梁施工；混凝土；裂縫；預(yù)防措施

1 道路橋梁施工中裂縫的危害

1.1 滲漏危害

道路橋梁出現(xiàn)裂縫會(huì)導(dǎo)致滲漏出現(xiàn)，水流沿著裂縫滲入到橋梁內(nèi)部，橋梁混凝土結(jié)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生水解，承重力大大下降。且在低溫條件下水流凍脹，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展加深，如不及時(shí)治理會(huì)嚴(yán)重影響橋梁主體結(jié)構(gòu)性能，埋下安全隱患。此外，在道路橋梁施工的過(guò)程中，水分填充裂縫會(huì)增加重力和壓力，超過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)承載力后會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫，形成惡性循環(huán)。

1.2 碳化危害

道路橋梁施工中出現(xiàn)的裂縫會(huì)加劇橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的碳化，混凝土材料與水分、空氣中二氧化碳產(chǎn)生的碳化作用會(huì)生產(chǎn)碳酸鈣，從而降低橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的承重力，不利于橋梁安全性能的提升。

1.3 腐蝕危害

道路橋梁施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)裂縫，水分、空氣各種雜質(zhì)會(huì)沿著裂縫進(jìn)入到橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，相關(guān)化學(xué)作用會(huì)破壞鋼筋及金屬構(gòu)件表面鈍化膜，導(dǎo)致出現(xiàn)銹蝕危害，鋼筋和金屬構(gòu)件銹蝕后，體積增大，降低了橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫。

2 道路橋梁的類(lèi)型

由于道路橋梁施工的具體情況千差萬(wàn)別，因此道路橋梁裂縫有多種產(chǎn)生原因，而產(chǎn)生原因不同所產(chǎn)生的影響也不同。為此我們需要對(duì)裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，從而找到合理的解決方法。道路橋梁工程的質(zhì)量會(huì)受到多種因素的影響，使用的材料的質(zhì)量、施工溫度等因素都會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，在美觀程度和使用情況上產(chǎn)生影響，還會(huì)改變工程的強(qiáng)度，威脅使用的安全，導(dǎo)致事故的發(fā)生。目前我國(guó)的道路橋梁工程一般采用的都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫也可根據(jù)橋梁承載能力的差別而分成結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種，由于產(chǎn)生原因不同，所產(chǎn)生的影響也是不同的。

2.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生多是由于外界壓力和內(nèi)部承載力的不協(xié)調(diào)所導(dǎo)致的，外部的負(fù)荷超過(guò)承受能力當(dāng)然會(huì)產(chǎn)生裂縫。那么橋梁的承載能力主要表現(xiàn)為橋梁的剛性和強(qiáng)度，如果剛性和強(qiáng)度過(guò)低，那么橋梁的承載能力就會(huì)差，再加上過(guò)大的外部負(fù)荷，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生并非是由于橋梁的承載能力造成的，更多的是外界的一些原因。非結(jié)構(gòu)性裂縫首先會(huì)對(duì)道路橋梁的美觀性能造成永久性的影響，時(shí)間久了還會(huì)對(duì)橋梁的承載能力產(chǎn)生很大的影響，威脅使用者的安全。

3 道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫成因分析

3.1 地基因素

地基的牢固與否直接關(guān)系到真?zhèn)€橋梁的質(zhì)量問(wèn)題，橋梁地基的變形是形成橋梁裂縫的一個(gè)不可忽視的因素，由于地基在水平或垂直面發(fā)生了較大的移動(dòng)與沉降，致橋梁結(jié)構(gòu)的各個(gè)受力點(diǎn)發(fā)生變化，橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了過(guò)大的應(yīng)力。地基的不斷形變導(dǎo)致應(yīng)力增大，當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力比混凝土抗拉力還要大時(shí)，橋梁便會(huì)形成大小不一的裂縫。

3.2 荷載因素

3.2.1 設(shè)計(jì)失誤。此階段的很多失誤都能造成裂縫。計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)橋梁時(shí)安全系數(shù)設(shè)計(jì)達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);一些施工單位出現(xiàn)計(jì)算遺漏、計(jì)算錯(cuò)誤等;鋼筋需求量與內(nèi)力計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤;橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的受力范圍與現(xiàn)實(shí)中橋梁所承載的壓力不相同。

3.2.2 在施工階段失誤。部分施工單位對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的解讀有誤，或是材料代替等以及結(jié)構(gòu)施工順序受到了變更，橋梁各個(gè)受力點(diǎn)原本能受力的量受到了改變或減少。

3.3 溫度因素

熱脹冷縮是所有物質(zhì)的共性，混凝土也不例外，溫度的變化造成混凝土縮脹也是道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫的重要原因。如果處理不及時(shí)恰當(dāng)，在混凝土凝固后內(nèi)部會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力比混凝土抗拉力還要大時(shí)，橋體也會(huì)出現(xiàn)裂縫。

3.4 鋼筋因素

鋼筋因素也是橋梁裂縫形成的重要原因，主要有鋼筋質(zhì)量與鋼筋銹蝕兩方面：

3.4.1 鋼筋質(zhì)量。在部分偏遠(yuǎn)地區(qū)或是部分黑心施工單位常常使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，一是監(jiān)管不到位，而是利益的驅(qū)使。劣質(zhì)鋼筋往往受力達(dá)不到優(yōu)質(zhì)鋼筋，還容易銹蝕，造成橋體受力范圍遭到破壞，形成裂縫;

3.4.2 鋼筋銹蝕引起的橋梁裂縫。當(dāng)混凝土澆筑質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，鋼筋就會(huì)受到空氣中水、二氧化碳等物質(zhì)的銹蝕作用，鋼筋混凝土附近的橋體堿度遭到破壞、鋼筋原有的氧化膜也遭到損壞，鋼筋會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的銹蝕引起質(zhì)量的變化。銹蝕處體積增大，膨脹應(yīng)力的產(chǎn)生引起混凝土開(kāi)裂造成裂縫。

3.5 混凝土因素

由于混凝土本身的性質(zhì)，橋梁施工在混凝土澆灌階段會(huì)發(fā)生強(qiáng)度不一的收縮，也是道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫的重要因素。覆蓋工作未做好，混凝土澆灌后遭遇暴曬，短時(shí)間內(nèi)混凝土內(nèi)部水分大量散失，凝固體結(jié)構(gòu)遭到破壞，引起裂縫。在混凝土變硬的過(guò)程中，其他物資會(huì)和水泥會(huì)發(fā)生一系列不同程度的化學(xué)變化，產(chǎn)生新的化學(xué)物質(zhì)。另一方面，水泥中含有大量的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳接觸后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的物質(zhì)，碳酸鈣。由于兩者體積的不同，前者大于后者，會(huì)造成混凝土收縮，引起橋梁裂縫;

結(jié)束語(yǔ)：

道路橋梁裂縫問(wèn)題是在道路橋梁工程施工過(guò)程中眾多問(wèn)題當(dāng)中一個(gè)較為顯著的問(wèn)題，對(duì)道路橋梁工程整體的美觀性和安全性都有很?chē)?yán)重的影響，是一個(gè)十分不穩(wěn)定的安全隱患。為此需要對(duì)道路橋梁施工中裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)的具體情況和原因進(jìn)行分析探討，針對(duì)不同情況采取適合的方法進(jìn)行補(bǔ)救和控制，盡量降低可能造成的損失。只有這樣才能夠保證工程的安全性，保證道路橋梁的使用安全。

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