高曉咆

摘要：裂縫是橋梁病害最常見的表現(xiàn)形式。受施工材料、氣候、地基、荷載等多因素影響，道路橋梁會出現(xiàn)不同程度的變形和裂縫，其中裂縫最為常見。道路橋梁的主體結(jié)構(gòu)采用混凝土制成，而混凝土施工前后受內(nèi)部溫度變化易發(fā)生收縮與形變，裂縫也是混凝土結(jié)構(gòu)中最容易發(fā)生的質(zhì)量缺陷?；炷亮芽p的發(fā)生原因較多，主要有外部荷載引起的裂縫和不均勻變形引起的裂縫兩類。本文主要分析了外荷載引起的裂縫和不均勻形便引起的裂縫的發(fā)生的原因，并探討了有效預防道路橋梁裂縫產(chǎn)生的措施。旨在為道路橋梁施工中裂縫質(zhì)量控制提供一些參考。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;橋梁裂縫;成因;質(zhì)量控制

引言：道路橋梁是一個國家的最為重要的基礎(chǔ)建設之一，它對國家的經(jīng)濟交流及發(fā)展有著重要的影響。我國的地勢具有西高東低的特點，由東到低地勢呈階梯狀。地勢高低起伏的差異決定道路建設中不可避免的要建設大量的橋梁?；炷磷鳛榈缆窐蛄航Y(jié)構(gòu)施工的主要材料之一，它具有抗壓強度高、耐腐蝕、抗?jié)B透性損傷能力強、爆裂損傷系數(shù)高的優(yōu)勢，因此廣泛應用與道路橋梁的建設。但混凝土易受溫度影響產(chǎn)生收縮形變，從而影響強度和混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。當混凝土內(nèi)部產(chǎn)生收縮應力，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會發(fā)生多出膨脹，從而導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，產(chǎn)生裂縫?；炷潦湛s裂縫作為橋梁費何在裂縫，嚴重影響道路橋梁運營期內(nèi)的安全，影響道路橋梁的使用壽命?；炷练呛奢d裂縫與施工期間質(zhì)量管理不當有著緊密的關(guān)系。研究道路橋梁施工中橋梁裂縫的成因，對橋梁施工中有效的預防和控制控制裂縫產(chǎn)生有著重要的意義

一、施工中橋梁裂縫的類型

1.外荷載引起的裂縫

外荷載引起的裂縫又稱為結(jié)構(gòu)性裂縫，它的產(chǎn)生位置、寬度都與外荷載作用息息相關(guān)，常見的外荷載裂縫有正截面、斜截面裂縫兩種。正截面裂縫呈垂直狀分布于與構(gòu)件的軸線截面。斜截面裂縫呈傾斜狀分布于構(gòu)件的截面。此外，還有正截面與斜截面的組合型結(jié)構(gòu)裂縫。

2.不均勻形變引起的裂縫

不均勻性形變引起的裂縫又稱為非結(jié)構(gòu)性裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫根據(jù)成因可分為溫度應力裂縫、混凝土收縮裂縫、骨料膨脹裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、混凝土失水裂縫、橋面或墩臺伸縮裂縫等。非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形和應力變化緊密相關(guān)。當混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形超過混凝土設計強度的限制或達到混凝土抗拉強度的極限時，就會產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)性裂縫。當混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形得到釋放，拉應力就會消失，就能夠控制橋梁裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

二、橋梁裂縫及其成因分析

1.骨料膨脹裂縫

骨料膨脹裂縫是由于堿骨料膨脹引起的裂縫。橋梁混凝土結(jié)構(gòu)采用水泥、粗細鼓勵、外加劑、膠凝劑、摻合料拌和而成。其中水泥和骨料對橋梁裂縫影響較大。細度較大的水泥塑性差，容易開裂。骨料的級配不達標，就會影響混凝土的收縮。當骨料粒徑越細，估量的收縮越大。若所含的活性氧化硅不達標，就會影響堿骨料的反應，引起骨料膨脹性開裂，致使裂縫的產(chǎn)生。此外，骨料自身的強度及其他指標是否達到設計要求，也會影響混凝土的質(zhì)量，導致橋梁裂縫的產(chǎn)生。當骨料粒徑粗細、強度不符合設計標準，骨料在和硅酸鹽發(fā)應的過程中，吸水膨脹致使混凝土內(nèi)部發(fā)生大面積的吸水氧化，導致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈膨脹。發(fā)生膨脹部位的混凝土結(jié)構(gòu)周圍發(fā)生破裂，混凝土內(nèi)部的應力加劇膨脹和破裂，從而導致裂縫的擴張。

2.溫度應力裂縫

混凝土受內(nèi)外部溫度影響會產(chǎn)生溫度應力，從而導致混凝土內(nèi)外部形成溫度差，引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的變形。當外部環(huán)境溫度較高時，混凝土內(nèi)部發(fā)生膨脹變形。當外部環(huán)境溫度較低時，混凝土內(nèi)部發(fā)生收縮變形?；炷两Y(jié)構(gòu)的膨脹變形和收縮變形形成溫度應力。當溫度應力超過混凝土強度極限時，就會導致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生力學結(jié)構(gòu)的變形，從而導致溫度應力裂縫的產(chǎn)生。

3.鋼筋銹蝕裂縫

在道路強梁施工中，為了提高混凝土結(jié)構(gòu)的強度，增強混凝土結(jié)構(gòu)的抗力力和抗變形力，需要在混凝土澆筑時加入鋼筋。用于橋梁的鋼筋存在或發(fā)生銹蝕，都會導致鋼筋體積增大，從而脹破混凝土保護層。一般的混凝土呈堿性，能夠在鋼筋表明形成的堿性薄膜，保護鋼筋免受侵蝕。當鋼筋材料本身存在銹蝕，混凝土堿性薄膜保護層的作用就會消失，或因鋼筋銹蝕層導致混凝土堿性減低，鈍化堿性保護膜。再出現(xiàn)水分或其他有害介質(zhì)時，鋼筋的銹蝕作用就會加劇。嚴重的銹蝕膨脹導致鋼筋與混凝土的接觸面進入氯離子。氯離子對混凝土具有一定的侵蝕租用，從而導致橋梁混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。北方寒冷地區(qū)道路橋梁施工時，一般會采用撒鹽化并的方式來解決路面積雪問題。撒鹽是導致氯離子進入鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的重要原因之一。在發(fā)生較為嚴重的氯離子滲透時，就會導致鋼筋表面發(fā)生嚴重的銹蝕，從而引發(fā)橋梁鋼筋銹蝕裂縫的產(chǎn)生。

4.混凝土失水裂縫

混凝土施工過程中，是誰的速度會引起收縮或膨脹。當混凝土表面結(jié)構(gòu)表面水分蒸發(fā)速率較快，表面濕度小于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就會引起混凝土結(jié)構(gòu)的收縮。當收縮作用較大時，混凝土內(nèi)外部結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)變形量差，從而導致混凝土表面形成裂縫。當混凝土表面結(jié)構(gòu)水分蒸發(fā)速率較慢時，表面濕度大于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，遇到寒冷天氣，就會引起混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹。當膨脹作用較大時，混凝土表面大量的大量水分受凍體積增加，導致混凝土內(nèi)外部結(jié)構(gòu)發(fā)生應力差，在應力的作用下導致裂縫的產(chǎn)生。

5.橋面或墩臺伸縮裂縫

橋面或墩臺的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后會產(chǎn)生一定的收縮，而一般的巖石基礎(chǔ)不會發(fā)生收縮?；炷炼丈硎湛s時會產(chǎn)生橫向、豎向的拉應力。在一些結(jié)構(gòu)較大的混凝土墩身上，墩身表層收縮較大，墩身內(nèi)部結(jié)構(gòu)及墩臺首座較小，穩(wěn)定的巖石基礎(chǔ)組織頓時的收縮，導致墩臺與墩身銜接的混凝土結(jié)構(gòu)部位產(chǎn)生不貫通的裂縫。當巖石基礎(chǔ)與頓時的收縮應力差較大時，墩身產(chǎn)生的拉應力就會越大，形成的裂縫也會越大。橋梁的橋面混凝土結(jié)構(gòu)在鋼?；A(chǔ)上制成。在預制橋梁時，鋼模產(chǎn)出不及時，就會引起腹板豎向裂縫的產(chǎn)生。部分橋梁施工時，橋梁配筋量不會合理，導致橋梁受力不均。在腹板配筋較少的位置往往容易產(chǎn)生橋面結(jié)構(gòu)收縮裂縫。此外，在腹板裂縫的基礎(chǔ)上，混凝土的碳化收縮會加劇裂縫的延伸與發(fā)展，導致新增裂縫的出現(xiàn)或裂縫寬度的增寬。

6.大體積混凝土水化熱產(chǎn)生的裂縫

大體積混凝土澆筑的過程中，因水泥水化熱的租用，在水化熱過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而導致大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外部存在溫差。在混凝土內(nèi)外溫差的作用下，極易產(chǎn)生裂縫。

7.荷載裂縫

正截面裂縫在正彎矩或負彎矩作用下形成的裂縫，裂縫一般沿構(gòu)件垂直的軸線方向發(fā)展。斜截面裂縫在橋梁兩端建立作用和箱梁扭矩作用下產(chǎn)生。當主拉應力大于混凝土自身強度時，就會出現(xiàn)斜截面裂縫。外荷載結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)預示著橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的不足及其他更加嚴重的結(jié)構(gòu)性問題。

三、裂縫預防和控制措施

通過以上的分析得到，道路橋梁施工中橋梁裂縫產(chǎn)生的原因較多，它與橋梁施工設計、施工材料、混凝土施工技術(shù)、混凝土施工環(huán)境等多因素緊密相關(guān)。大部分裂縫的產(chǎn)生是多因素作用的結(jié)果。因此，在道路強梁施工中，需要從多方面、多環(huán)節(jié)入手，加強橋梁施工質(zhì)量的控制。橋梁施工裂縫質(zhì)量控制必須加強設計審查和現(xiàn)場勘查，加強施工材料質(zhì)量檢查，加強影響裂縫因素的控制，加強施工工序的管理，嚴格控制道路橋梁施工的負荷。在設計圖紙和施工方案時，應充分考慮地基因素、施工溫度因素、鋼筋因素、荷載因素、混凝土收縮因素及其他與橋梁質(zhì)量相關(guān)的施工技術(shù)因素。特別是在北方寒冷地區(qū)施工時，舞弊要加強施工環(huán)境溫度的控制，做好混凝土防凍處理。在高溫天氣施工時，要做好混凝土降溫處理。大體積的鋼筋混凝土消化積雪時，不建議采用撒鹽處理，以防腐蝕鋼筋。

四、結(jié)語

道路橋梁工程施工建設及其復雜，影響橋梁裂縫產(chǎn)生的因素較多，施工管理要素繁雜。施工過程中，任何一項影響因素控制失效，將給混凝土裂縫的產(chǎn)生留下隱患。根據(jù)當前道路強梁施工中常見的裂縫病害類型，分析出影響橋梁裂縫的主要因素有材料質(zhì)量、施工溫度、干濕度、混凝土配合比、施工產(chǎn)生的符合、施工工序等，主要裂縫類型包括骨料膨脹裂縫、溫度應力裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、混凝土失水裂縫、橋面或墩臺伸縮裂縫、大體積混凝土水化熱產(chǎn)生的裂縫等。任何一種橋梁裂縫的產(chǎn)生不是單一因素導致，而是多因素綜合作用的結(jié)果。為防治橋梁施工中裂縫的產(chǎn)生，必須加強施工設計、現(xiàn)場勘查、施工材料質(zhì)量檢查、混凝土質(zhì)量檢查、施工負荷管理，從多個環(huán)節(jié)同時強化致使橋梁裂縫產(chǎn)生的風險因素，提高道路橋梁施工的綜合質(zhì)量。

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