对桥梁施工中裂缝成因的探讨

廖爱成

海南省第一建筑工程公司广西分公司，广西南宁 530022

随着我国经济的发展，交通设施也不断的发展，以适应并带动经济的发展，交通是国家经济的命脉，是确保经济健康快速发展的保证。而随着城市的拥挤，及交通覆盖面的增长，对桥梁的需要也更为明显，桥梁建设成了交通建设中重要的组成部分。而桥梁施工的质量问题也就显得尤为重要，特别是桥梁施工的裂缝问题，在现代桥梁施工中是常见的问题，对桥梁的质量和安全危害极大。因此，对桥梁施工中的裂缝产生原因的研究势在必行。

1 外荷载直接应力引起

桥梁工程在施工建设过程中，时常会因为许多原因而导致桥梁裂缝的产生。裂缝的产生给桥梁的工程质量带来了严重的质量和安全隐患，不仅会影响桥梁的顺利施工，还会直接影响到桥梁的使用安全，在严重的情况下，可能导致桥梁的坍塌。而由于外荷载引起的桥梁施工裂缝，是常见的一种，也是危害极大的一种。通常对混凝土构建的桥梁由于常规的静荷载和动荷载引起的桥梁裂缝，以及外荷载次应力下产生的裂缝统称为荷载裂缝。外荷载裂缝的一种形式是 直接应力裂缝，是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，对桥梁施工而言，它直接关系到桥梁的质量和安全。

直接应力裂缝产生的原因，首先，在桥梁工程的施工设计阶段，由于设计上的失误导致，比如在桥梁的结构计算上，对部分应予考虑并计算在内的部分，没有计算，后者少算，以及在结构承受力的预测上，出现问题，在预测结构受力上，设计预测与实际受力不相符合，导致桥梁在施工及使用过程中，桥梁结构受力过度，超过预测的受力度，导致受力超标时，桥梁结构发生裂缝；同时，在内力与配筋计算上产生误差，造成两者调配不当，影响桥梁的实际质量，还有对结构安全系数把握不足，直接影响桥梁的质量，导致桥梁受外荷载力时产生裂缝。

其次，在施工阶段，由于施工单位安全意识不够，对桥梁施工过程中可能造成裂缝的因素估计不足，或者是桥梁的现场施工人员素质不高，对施工过程中可能导致裂缝的各种情况没有了解，比如不加限制地在施工中的桥梁上，堆放各种重量过大的施工机械和各种施工材料。同时可能有部分现场施工人员，不按投资方与施工单位签订合同时所定下的设计图纸进行施工，为求速度或经济利益而更改结构施工顺序或者改变结构受力模式;在施工过程中没有注意物理现象，不对结构做施工机器运转而产生的振动下的疲劳强度的验算等。

此外，由于施工现场人员操作不当而导致施工车辆的碰撞，以及自然因素如发生暴风雨雪及冰雹和地震、意外爆炸等也可能导致桥梁施工裂缝的产生。

2 外荷载次应力引起

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝，它是外荷载引起裂缝的另一种形式。首先在通常情况下，是在桥梁工程设计外荷载的作用影响下，由于桥梁应用结构物的实际工作情况，同预测的习惯计算有偏差或计算的范围过窄，导致预测与实际数据的差异过大，从而在施工中桥梁结构的某些部位引起次应力，而由此导致桥梁结构的开裂。实际的桥梁工程施工过程中，次应力裂缝已经是产生荷载裂缝的常见原因之一。一般来说次应力裂缝多属于剪切、张拉、劈裂性质。在现代桥梁施工技术中，次应力裂缝被认为是由荷载引起，但是在目前的许多桥梁施工中，按行业的常规一般不做严格的计算，不过随着高科技在桥梁施工中的运用，现代计测手段的不断发展和完善，次应力裂缝的计算已经被各施工单位所重视，而且要对次应力裂缝进行科学合理的验算已经是可以实现的了。比如现在在桥梁的施工中对徐变和预应力等产生的二次应力的情况，通过平面杆系有限元程序均可正确的计算，这就减少了对二次应力产生的应力裂缝的问题有了一个好的应对方案。同时，在桥梁的设计上，必须注意结构突变或断面突变的情况出现，但是有些情况是不能预测或者避免的，不过这并不是就任由危险存在，而是在不能回避的时候，及时的根据相关原理和实际情况，在不危害大局的情况下，做局部的处理，如在转角处做圆 角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞应当及时的在周边设置护边角钢，以防止裂变的危险。

3 温度变化引起的裂缝

温度裂缝是指在外部环境或结构内部出现温度发生变化的情况，混凝土就会出现发生变形的情况，而如果在变形的过程中遭到压制，便有可能在其结构内造成应力的产生，这样当产生的应力超过桥梁的混凝土的抗拉强度时，就会生温度裂缝。在特定的情况下，桥梁工程所产生的温度应力可能会达到甚至超出荷载应力，在这样的情况下，产生温度裂缝不可避免，甚至可能出现更大的隐患。随温度的改变而扩张或合拢是温度裂缝的主要特点。年温差，即是指一年四季温度不断变化而造成的裂变。不过这种裂变的产生是受一定条件限制的，比如，桥梁结构的位移受到限制时才可能出现温度裂缝，如拱桥、刚架桥等位移不可能出现的这类桥梁。虽然温度变化比较缓和，不会出现突然转变，对桥梁的危险也是蠕变性的，但是出于防范意识，对年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。日照也是温度裂变的原因之一。由于桥面板、主梁或桥墩侧面等容易遭太阳曝晒，其温度会明显的高于桥梁的其它部位，整个桥梁的温度分布不均匀，再加上受到自身的影响，导致桥梁局部拉应力较大，进而导致裂缝的出现。同时，突然然降温和水泥的水化热等也是造成温度裂缝的原因。

4 收缩引起的裂缝

在实际工程中，最常见的裂变之一是混凝土因收缩所引起的裂缝。首先是自身的收缩，混凝土在硬化的过程中，由于水泥和水及其他物质，会发生化学反应，由此会产生许多新的化学物质，在这过程中，就有可能产生一些易挥发的物质，在接触空气比如水泥中的氢氧化钙会和空气中的二氧化碳直接发生化学反应，生成碳酸钙，而碳酸钙的体积却比氢氧化钙的体积小，因而可能产生收缩，或者在太阳的暴晒之下挥发，导致自身质量及体积的缩水，由此导致混凝土局部张力失衡，而产生裂变。同时，因为混凝土在硬化的整个过程中，只有很少的分水分参与化学反应，大部分的水会因为蒸发而消失，这就导致桥梁混凝土的体积发生了干缩变形，在水泥浆形成水泥石后，它的极限干缩将会达到3 000 微应变左右，这样造成的干缩效应，就会使不同程度的拉应力在混凝土的内部产生。而在混凝土的硬化初期，其抗拉强度小，在产生干缩拉应力超过其抗拉强度时，桥梁裂缝的情况就有可能会发生。

5 施工中钢筋的用量不当

由于设计时对普通钢筋用量或间距预测不足，可能会致常规下允许的裂缝宽度，不能根据规则在一定范围内得到有效的控制，同时普通钢筋在混凝土中使用过多，或者因为施工人员在施工过程中对间距的把握不足，导致过密的钢筋阻止了混凝土的正常凝固收缩，而致使桥梁产生裂缝。

6 结论

桥梁施工发生裂缝的原因多种多样，但是只要对这些原因有广泛的调查和深入的研究，结合桥梁施工中出现的实际情况，根据桥梁自身的结构以及构造和建筑材料，是可以做出合理有效的防范措施的，在危险发生之后，也可以做出相应的对策。预防并控制桥梁施工裂缝的产生，是工程施工中必须要注意的重要问题，这直接影响到桥梁的质量和安全，不容马虎。因此，施工各方，应该在运用高科技支持的情况下，严格按照国家有关规定和技术标准进行施工，保证桥梁工程施工的合理科学合法，以此防止桥梁裂缝事件的出现。

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