公路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生原因及應(yīng)對策略

潘亮

摘要：著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對高速公路需求日益加大，越來越多的高速公路建成并投入使用。在當(dāng)今高速公路和混泥土橋梁建設(shè)迅猛發(fā)展，在這些工程的建設(shè)和使用過程中，出現(xiàn)了裂縫等病害問題。高速公路橋梁裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量和使用壽命。近年來，開裂現(xiàn)象是高速公路橋梁的常發(fā)病，本文將從致使公路橋梁開裂的原因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，對開裂對策進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：載；根治；裂縫；施工工藝；施工材料

公路橋梁施工過程中的裂縫產(chǎn)生原因復(fù)雜并且多樣，有的原因還會互相影響。但是每一條裂縫的產(chǎn)生都由一個或者幾個主要因素造成，只有我們根據(jù)具體原因進(jìn)行分析，才能找到根治的手段。在平常開裂的原因主要有以下幾種：

1.荷載引起的裂縫

混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有以下幾種：

1.1由于設(shè)計(jì)原因產(chǎn)生的裂縫

在公路橋梁的設(shè)計(jì)工程中，在對橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算由于漏算或者錯算，造成設(shè)計(jì)的橋梁模型不合理，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)受力和實(shí)際受力有差距等原因致使公路橋梁裂縫產(chǎn)生。由于設(shè)計(jì)時的漏算和錯算使橋梁的荷載與實(shí)際荷載有差距，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠，鋼筋設(shè)置數(shù)量和布置錯誤，都會造成裂縫。

1.2在施工階段，橋梁主體還沒有達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，由于施工等原因造成大量的施工材料堆積和機(jī)具的大量停放；對橋梁受力點(diǎn)了解不夠，致使極具的隨意起吊、翻身、運(yùn)輸；在施工過程中擅自修改結(jié)構(gòu)施工順序等。

2.溫度變化引起的裂縫

任何建筑物都有熱脹冷縮的性質(zhì)，混泥土橋梁同樣具有。由于外部環(huán)境的變化致使橋梁外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度差，當(dāng)溫度差達(dá)到一定程度就會使梁橋產(chǎn)生變形，若變形遭到約束，就會在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過橋梁本身的抗拉強(qiáng)度以后就會產(chǎn)生溫度裂縫。

2.1一年四季的溫度不斷變化，雖然溫度變化很緩慢，由于日積月累也會造成橋梁不同程度的變化，會造成橋梁位置移動，引起裂縫的產(chǎn)生。

2.2橋梁面由于暴曬形成的溫度差。在炎熱的夏天，公路橋梁的面板受到長時間的暴曬，溫度明顯高于其他部位，而且隨著時間的變化，不同的部位溫度也會不一樣，致使變形部分受到自身約束，導(dǎo)致應(yīng)力拉力過大，造成裂縫的產(chǎn)生。而且在炎熱的夏天，橋面經(jīng)過長時間的暴曬后，由于突發(fā)降雨和日落等原因造成橋表面溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度降低速度小于外部溫度，也會造成溫度差，讓橋梁產(chǎn)生裂縫。

2.3在橋梁的施工過程中，進(jìn)行混泥土澆灌以后，水泥會產(chǎn)生水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，造成內(nèi)外溫度差大，這樣也會是橋梁表面產(chǎn)生裂縫。

3.混泥土收縮產(chǎn)生的裂縫

在實(shí)際施工過程中，混泥土收縮經(jīng)常會引起裂縫的產(chǎn)生?；炷嗤潦湛s的種類主要是塑性收縮、縮水性收縮、自生收縮和碳化收縮，而塑性收縮和縮水性收縮是引發(fā)混泥土變形的主要原因。

在橋梁施工過程中，混泥土澆灌以后的4到5小時左右，水泥水化反應(yīng)強(qiáng)烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)了大量泌水和水分急劇蒸發(fā)，混泥土失水收縮的同時，拌料自重下沉，這一過程稱之為塑形收縮。但因此時，混泥土尚未固化，也會造成裂縫的產(chǎn)生。

在混泥土硬化以后，隨著表層水分的逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混泥土體積減小，這一過程稱之為縮水收縮。在這一過程中，由于有橋梁表面損失快，而內(nèi)部損失慢，造成表面收縮大而內(nèi)部收縮小，這樣便會出現(xiàn)裂縫形成。

4.地基變形引起裂縫的形成

由于地下水的嚴(yán)重開采和橋梁施工對地基構(gòu)建等原因造成地基沉降和水平位移，致使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，由于附加應(yīng)力超出了橋梁的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，這時就會產(chǎn)生裂縫。

5.施工材料好施工工藝造成的裂縫

混泥土主要由水泥、砂石、骨料、水和外加添加劑組成。其中水泥的標(biāo)號不符合施工要求，或者是受潮等原因；砂石的粒徑太小，級配不良，空隙率大，雜質(zhì)含量高等都可以導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。另外攪拌水和外加添加劑對橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕也會產(chǎn)生較大的影響。

在施工工藝上，對于混泥土的攪拌、添加劑的使用、混泥土保護(hù)層的厚度、混泥土密實(shí)度、混泥土的澆筑都是直接誘因。混泥土保護(hù)層過后，或者是亂踩已經(jīng)固定好的受力鋼筋；混泥土密實(shí)度不夠，致使內(nèi)部出現(xiàn)空洞、蜂窩等這會加劇鋼筋的銹蝕程度；混泥土運(yùn)輸路線過長，導(dǎo)致水分流失大，這些都會造成裂縫的產(chǎn)生。

6.預(yù)防措施

6.1在橋梁的設(shè)計(jì)工程中，做到萬無一失，對各種數(shù)據(jù)要進(jìn)行精密和科學(xué)的論證。對橋梁的各種數(shù)據(jù)不能漏算和錯算。在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，要做到最大的科學(xué)化，要組織專家學(xué)者進(jìn)行論證，更進(jìn)行各種模擬實(shí)驗(yàn)。

6.2在設(shè)計(jì)和施工時要考慮橋梁建設(shè)地的地質(zhì)情況，做好由于地質(zhì)構(gòu)造和地下水開采等原因造成的地基下沉和位移帶給橋梁的損害。

6.3在施工過程中，為了避免次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，在設(shè)計(jì)上要避免突變或者斷面突變，當(dāng)裂縫產(chǎn)生不能回避時，應(yīng)當(dāng)做好局部處理。

6.4在施工材料的選擇上，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和使用符合規(guī)定的施工材料；并要對我們的施工材料做必要的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在混泥土添加劑的添加要符合標(biāo)準(zhǔn)，混泥土的配比符合規(guī)范。

6.5改進(jìn)施工工藝，提高工程質(zhì)量，減少由于工藝落后造成的橋梁裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

6.6在公路橋梁施工中，要嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行施工。要加大對施工過程進(jìn)行監(jiān)督，避免由于認(rèn)為原因造成工程質(zhì)量破壞。

6.7制定嚴(yán)格科學(xué)的養(yǎng)護(hù)制度，規(guī)范橋梁養(yǎng)護(hù)的方式方法，科學(xué)的借鑒別人先進(jìn)技術(shù)和工藝，提高自己的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，這都是橋梁養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵，既可以防止裂縫的產(chǎn)生，還可以對其它病害也有同樣的效果。

綜上所述，雖然混泥土結(jié)構(gòu)的公路橋梁很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學(xué)研究以及成功的橋梁工程實(shí)例都表明，只要我們在橋梁工程的設(shè)計(jì)、施工工藝、材料的選擇和后期的養(yǎng)護(hù)過程中我們能夠充分考慮致使裂縫產(chǎn)生的各種因素，用科學(xué)的方法和態(tài)度，制定完善的養(yǎng)護(hù)制度和規(guī)范，還是完成可以把由于裂縫產(chǎn)生的危害程度降到最低，并最大限度防止其它病害的發(fā)生。