橋梁工程裂縫產(chǎn)生原因和處理辦法

呂素巖 馬 靜

（濟(jì)南市公路管理局，山東 濟(jì)南 250014）

1 橋梁工程裂縫成因分析

1.1 荷載裂縫

混凝土橋梁在常規(guī)靜動(dòng)荷載作用下產(chǎn)生裂縫為荷載裂縫。荷載裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)或震動(dòng)嚴(yán)重部位。中心受壓裂縫沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短密平行裂縫，多出現(xiàn)在橋墩為獨(dú)柱的橋梁墩柱上。受彎裂縫中，彎矩從受拉區(qū)邊出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，采用螺紋鋼筋時(shí)，裂縫出現(xiàn)較短次裂縫。結(jié)構(gòu)配筋較少，可能發(fā)生脆性破壞。受剪裂縫中，主筋及抗剪切筋設(shè)置不足，出現(xiàn)斜裂縫。箍筋適當(dāng)時(shí)發(fā)生剪切破壞，中下部出現(xiàn)相互平行斜裂縫。

1.2 溫度裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，如變形受約束，超過混凝土抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生溫度裂縫。表面裂縫寬度大小不同，常出現(xiàn)于現(xiàn)澆混凝土2d 內(nèi)，裂縫分布有一定的規(guī)律性出現(xiàn)在薄弱部位，大面積結(jié)構(gòu)裂縫多為縱橫交錯(cuò)。溫度裂縫易發(fā)生在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中。表面溫度裂縫多因溫差較大引起。水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，混凝土表面溫度上升較少，其內(nèi)部散熱條件較差，水泥散發(fā)熱量不易散失，水泥化放熱隨混凝土齡期指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)，混凝土抗拉強(qiáng)度不足即出現(xiàn)溫度裂縫。如冬季施工中混凝土因早期強(qiáng)度降低產(chǎn)生裂縫。

1.3 收縮裂縫

混凝土因收縮引起的裂縫最常見，收縮裂縫多屬表面裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。裂縫縱橫交錯(cuò)，形狀無(wú)規(guī)律性。其形成主要原因?yàn)榛炷脸尚魏螅瑑?nèi)外干縮量不同，表面收縮變形受內(nèi)部約束限制，在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力引起開裂。如早期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表面直接受自然環(huán)境影響，較大拉應(yīng)力易出現(xiàn)收縮裂縫。板類構(gòu)件多均勻分布于相鄰兩根鋼筋間，高于鋼筋混凝土梁，因水泥鋼筋間距過大，產(chǎn)生豎向收縮裂縫。大體積混凝土在平面部位收縮裂縫較多。水泥品種、養(yǎng)護(hù)方法、外界環(huán)境等因素是影響混凝土收縮裂縫的主要因素。

1.4 銹蝕裂縫

鋼筋銹蝕裂縫因銹蝕，結(jié)構(gòu)承載力降低。減小鋼筋有效斷面面積，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因混凝土質(zhì)量較差，保護(hù)層受侵蝕碳化鋼筋表面，鋼筋周圍混凝土強(qiáng)度降低，引起鋼筋表面氧化膜破壞，銹蝕物氧化鐵體積增大，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力開裂。冬季施工中，混凝土加入防凍鹽結(jié)構(gòu)物易出現(xiàn)此類裂縫。

1.5 施工裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、拼裝等過程中，如施工工藝不當(dāng)易產(chǎn)生縱橫斜豎與水平表面深層貫穿的各種裂縫。施工裂縫出現(xiàn)部位與走向因產(chǎn)生原因不同。混凝土保護(hù)層厚度不當(dāng)，使承受負(fù)彎矩受力筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件高度減小，形成裂縫。混凝土澆筑過快，硬化前混凝土沉實(shí)不足，易在澆筑后發(fā)生裂縫?；炷琳駬v不密實(shí)，出現(xiàn)蜂窩空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕裂縫。混凝土攪拌時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致與大氣接觸表面出現(xiàn)不規(guī)則收縮裂縫。施工拆模過早，構(gòu)件在自重作用下產(chǎn)生裂縫。施工前對(duì)支架壓實(shí)不足，支架不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

2 公路橋梁混凝土裂縫的處理措施

2.1 充分做好前期設(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作

公路橋梁在開始施工前，必須充分重視前期設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員需要積極與地質(zhì)勘察人員保持聯(lián)系，要進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)狀況的分析和了解，從而可保證橋梁設(shè)計(jì)方案符合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件需要，滿足工程的施工質(zhì)量要求。此外，充分分析當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件，要結(jié)合工程所在地區(qū)的實(shí)際情況選擇合適的施工機(jī)械，保證工程的質(zhì)量和效率。橋梁設(shè)計(jì)完成后，就要明確施工的材料，確定合適的施工工藝。施工材料是整個(gè)工程的基礎(chǔ)，對(duì)于工程的質(zhì)量影響也最大，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定施工材料。對(duì)于混凝土材料而言，砂石料是比較重要的工程材料，如果其配合比參數(shù)沒有按照要求來(lái)確定，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)混合料的性能受到影響，使工程極易出現(xiàn)裂縫的問題。施工工藝也是保證橋梁工程順利進(jìn)行的關(guān)鍵，要保證其各個(gè)工序都能夠達(dá)到科學(xué)性與合理性，需嚴(yán)格控制各個(gè)施工環(huán)節(jié)，確保混凝土振搗、壓實(shí)都能夠達(dá)到規(guī)定的要求，不能存在不正確的敲擊、振動(dòng)等操作而造成表面存在裂縫的問題，以確?；炷翝仓_(dá)到要求，切實(shí)提升橋梁工程的綜合性能，滿足交通運(yùn)行需要。

2.2 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

混凝土裂縫是因橋梁自身性能不足而導(dǎo)致的，特別是長(zhǎng)期使用的橋梁工程，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫比較嚴(yán)重，除了需要選擇常規(guī)灌漿處理方式之外，還需采取必要的措施進(jìn)行加固處理。對(duì)于一些運(yùn)營(yíng)時(shí)間過長(zhǎng)的橋梁項(xiàng)目，因其自身需要實(shí)施必要的加固處理，主要是預(yù)應(yīng)力加固、增加橋梁截面加固、設(shè)置主梁加固等方式，要結(jié)合橋梁的特點(diǎn)與裂縫問題的狀況選擇合適的加固施工技術(shù)。橋梁修復(fù)加固施工中可以進(jìn)行碳纖維布的粘貼施工，這種方式可以將符合要求的碳纖維布粘貼到底面與側(cè)面上，可以提升橋梁的承載性能。碳纖維布的鋪設(shè)方向通常都是沿著橋梁的主拉應(yīng)力方向，然后向兩側(cè)逐步延伸，在兩側(cè)需要設(shè)置錨固點(diǎn)，從而可以有效避免裂縫的出現(xiàn)，提升其整體承載性能，滿足交通運(yùn)行的需要。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁工程在我國(guó)道路運(yùn)輸業(yè)中有著無(wú)可替代的作用，要保證道路運(yùn)輸業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展，離不開橋梁工程的質(zhì)量保障。只有充分考慮到在橋梁施工中引起橋梁裂縫產(chǎn)生的各種因素，并結(jié)合實(shí)際施工特點(diǎn)，制定可行性較高的應(yīng)對(duì)措施，才能有效控制和減少橋梁裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，全面保障橋梁工程的整體施工質(zhì)量，推動(dòng)道路運(yùn)輸業(yè)和建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。