桥梁裂缝产生的原因及处治措施

马明飞

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830006）

近年来，国内交通运输活动频繁，为了满足车辆日常行驶的线路要求，各地政府积极投资桥梁工程建设，以缓解单一地面交通造成的不便。桥梁是现代交通系统的基础设施，将其架设于地面或水域之上，与地表公路组成互通式交通系统，满足了高流量交通行驶的作业要求。桥梁勘测结果显示，早期建成的桥梁设施约30%都出现了不同程度的病害，若不及时处理将影响到交通运行的安全性。

1 兴建桥梁工程的作用

事实证明，交通运输水平已经成为影响区域经济发展的一个关键因素，解决地区交通问题对促进经济产业升级的作用显著。改革开放前期，我国建设的一批公路工程正式投入使用后，各地区在政治、经济和文化等方面取得了令人瞩目的发展成就，国民经济总收益水平以12.6%的幅度增长，充分显现了交通工程的社会价值。鉴于交通行业的快速发展，我国开始追求建立多样式的交通设施，以减小公路承担的运输压力。基于实际情况分析，兴建桥梁工程也起到了多方面的作用。首先，推广桥梁工程实现了交通系统的多元化改造，不再仅限于传统公路运输的形式，改为由公路、桥梁共同组成的互通式交通；其次，兴建桥梁工程缓解了交通压力，保持了车辆畅通行驶于公路之上，避免交通拥挤带来的不便。

2 引发桥梁裂缝的相关因素

桥梁工程逐渐成为社会交通系统的重要组成部分：一方面，其架设于地面之上，充分利用了空间资源，避免对地面交通造成不利的影响；另一方面，桥梁设施应用于城市交通之后，也面临多方面的病害风险，对桥梁结构产生了巨大的破坏作用，缩短了其使用寿命。裂缝是桥梁最为常见的病害之一，导致裂缝形成的因素有很多种，这也给施工单位检修处理带来很大的困难。笔者结合施工经验，总结出桥梁裂缝形成的内因和外因（如图1所示）。

2.1 内因

内因主要是针对桥梁结构自身建造时产生的裂缝而言，这与桥梁工程施工作业存在着较大的关联。

图1 桥梁裂缝的成因

2.1.1 材料

我国桥梁工程采用了钢筋、混凝土混搭使用的材料筑造，这是构成桥梁设施的基本要素。材料质量不合格会直接破坏结构的耐久性，主桥裂缝病害的发生率也持续上升。有的施工单位为了加快作业进度，新材料运输至现场后未经抽样检测就直接使用。使用劣质材料减弱了桥身的承载性能，经过一段时间便会出现明显的裂缝。

2.1.2 工序

施工工序是对混凝土材料的处理过程。现场人员操作不当也会造成一定的裂缝病害。由施工工序引起的裂缝行为较复杂，如：施工人员的操作流程不科学，随意更改图纸上标注的筑造工艺；材料使用顺序前后颠倒；未对主桥结构采取必要的支护措施；建造质量验收不及时；没有发现潜在的裂缝病害隐患等。

2.2 外因

外因是针对桥梁所处区域的外在环境而言，这也是造成桥梁裂缝的关键因素，发现不及时均有可能导致裂缝的出现。

2.2.1 温度

不同地区的气候环境不同，桥梁所处的温度条件也存在明显的差异，温度交替变化造成了桥梁结构的收缩、变形等结构突变，钢筋或混凝土“热胀冷缩”从而产生了裂缝[1]。目前，旧桥勘测数据显示，约50%以上的桥梁裂缝都与温度变化有关，这已经成为引发桥梁病害的主要外因，也是一种不可预测的异常变化。

2.2.2 荷载

桥梁结构设计时对承重载荷的预测量偏小，没有考虑将来交通荷载增加造成的承载压力，钢筋混凝土承受荷载超标而瞬间性产生裂缝。如：桥梁体均有一个设定的荷载指标，当桥梁上车流量过多形成了巨大的荷载力，桥身便会立即发生脆性形变，桥面产生的裂缝会蔓延至桥墩及其他结构，最终出现更大的缝隙。

3 桥梁裂缝出现后的处理措施

新时期城市及农村地区面临着新的发展环境，地区经济必须在交通设施改造的带动下才能持久发展，兴建桥梁工程是保障社会经济发展的基本条件。鉴于桥梁在现代交通运输体系中的重要作用，施工单位必须要制定综合性方案解决桥梁裂缝问题，避免其对交通造成干扰。根据桥梁裂缝形成的相关因素，应重点从材料、工艺、温度和修补等方面及时处理，防止裂缝延伸而引起更大的破坏。

3.1 材料控制

材料是桥梁工程筑造的基本元素，控制原材料质量对裂缝病害具有防范作用。除施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外，还应对原材料（钢筋、水泥、砂、碎石、水等）进行严格的抽样检验，选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥，在条件允许的情况下，尽可能采用普通水泥、火山灰水泥等收缩性较低的水泥[2]。此外，配合比设计人员应深入现场，监督施工现场的浇捣工艺、操作水平、构建截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度。

3.2 技术控制

处理桥梁裂缝最根本还是要利用先进的施工技术，结合裂缝形成后的现状采取处理措施，抑制裂缝破坏力的扩大。桥梁裂缝的处理方法很多，施工人员可根据情况选用。比较常用的技术：一是修补法，即对裂缝表面层进行适当的修补，使开裂处被树脂保护膜粘合，起到了加固、抗渗等作用；二是开凿法，适用于裂缝严重的结构处理，如处理桥梁深度裂缝时，先将裂缝处凿开一定的深度，再重新填补砂浆或粘合胶进行密封（如图2所示），可起到较好的加固保护作用。

图2 聚氯乙烯胶的应用

3.3 质量控制

现场正式动工期间，应对桥梁施工质量进行严格的控制，做好质量指标的审查与调控工作。如：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振。振捣时间过短，振捣不密实，则形成的混凝土强度不足或不均匀；振捣时间太长，会造成分层，粗骨料沉人底层，细骨料留在上层，使得强度不均匀，上层易产生裂缝[3]。为了避免这些问题的出现，施工单位要积极提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡，彻底杜绝裂缝的形成。

3.4 温度控制

对于这一类原因引起的裂缝，主要有以下控制措施：首先，通过改善骨科级配，采用干硬性混凝土，尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，降低水化热[4]；其次，在混凝土中掺加一定量具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；再次，高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度，防止裂缝蔓延而造成更大的破坏。

4 结语

桥梁对交通系统建设有着多方面的作用，集中表现在其交通价值、经济价值、工程价值等多个方面。鉴于国家对交通设施改造活动的高度重视，未来各地区在执行工程改造方案时必须严格控制桥梁改造质量，重点防范各种裂缝病害的出现。这就要求施工单位根据分析得出的裂缝成因，制定针对性的病害处理方案，紧急检修桥梁裂缝以恢复正常的施工秩序，保持桥面交通的畅通。

[1]林贝贝.谈兴建桥梁工程对社会交通的推动作用[J].贵州道路施工，2010，26（12）：82-84.

[2]刘磊.关于桥梁裂缝产生原因的分析及处理措施[J].科学之友：B版，2006，11（5）：21-23.

[3]宋勇.基于行业科技创新指导下的桥梁病害处理[J].地质勘测，2010，15（11）：88-91.

[4]常国平.地理环境对路桥结构稳定性影响分析[J].南通建筑规划，2010，30（6）：19-22.