公路桥梁施工过程中裂缝产生原因及应对策略

潘亮

摘要：着经济的发展，对高速公路需求日益加大，越来越多的高速公路建成并投入使用。在当今高速公路和混泥土桥梁建设迅猛发展，在这些工程的建设和使用过程中，出现了裂缝等病害问题。高速公路桥梁裂缝的出现，严重影响了工程质量和使用寿命。近年来，开裂现象是高速公路桥梁的常发病，本文将从致使公路桥梁开裂的原因为出发点，对开裂对策进行探析。

关键词：载；根治；裂缝；施工工艺；施工材料

公路桥梁施工过程中的裂缝产生原因复杂并且多样，有的原因还会互相影响。但是每一条裂缝的产生都由一个或者几个主要因素造成，只有我们根据具体原因进行分析，才能找到根治的手段。在平常开裂的原因主要有以下几种：

1.荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝。归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有以下几种：

1.1由于设计原因产生的裂缝

在公路桥梁的设计工程中，在对桥梁设计结构计算由于漏算或者错算，造成设计的桥梁模型不合理，设计结构受力和实际受力有差距等原因致使公路桥梁裂缝产生。由于设计时的漏算和错算使桥梁的荷载与实际荷载有差距，结构安全系数不够，钢筋设置数量和布置错误，都会造成裂缝。

1.2在施工阶段，桥梁主体还没有达到使用标准的前提下，由于施工等原因造成大量的施工材料堆积和机具的大量停放；对桥梁受力点了解不够，致使极具的随意起吊、翻身、运输；在施工过程中擅自修改结构施工顺序等。

2.温度变化引起的裂缝

任何建筑物都有热胀冷缩的性质，混泥土桥梁同样具有。由于外部环境的变化致使桥梁外部和内部结构产生温度差，当温度差达到一定程度就会使梁桥产生变形，若变形遭到约束，就会在桥梁结构内部产生应力，当应力超过桥梁本身的抗拉强度以后就会产生温度裂缝。

2.1一年四季的温度不断变化，虽然温度变化很缓慢，由于日积月累也会造成桥梁不同程度的变化，会造成桥梁位置移动，引起裂缝的产生。

2.2桥梁面由于暴晒形成的温度差。在炎热的夏天，公路桥梁的面板受到长时间的暴晒，温度明显高于其他部位，而且随着时间的变化，不同的部位温度也会不一样，致使变形部分受到自身约束，导致应力拉力过大，造成裂缝的产生。而且在炎热的夏天，桥面经过长时间的暴晒后，由于突发降雨和日落等原因造成桥表面温度突然下降，但因内部温度降低速度小于外部温度，也会造成温度差，让桥梁产生裂缝。

2.3在桥梁的施工过程中，进行混泥土浇灌以后，水泥会产生水化放热，致使内部温度很高，造成内外温度差大，这样也会是桥梁表面产生裂缝。

3.混泥土收缩产生的裂缝

在实际施工过程中，混泥土收缩经常会引起裂缝的产生。混泥土收缩的种类主要是塑性收缩、缩水性收缩、自生收缩和碳化收缩，而塑性收缩和缩水性收缩是引发混泥土变形的主要原因。

在桥梁施工过程中，混泥土浇灌以后的4到5小时左右，水泥水化反应强烈，分子链逐渐形成，出现了大量泌水和水分急剧蒸发，混泥土失水收缩的同时，拌料自重下沉，这一过程称之为塑形收缩。但因此时，混泥土尚未固化，也会造成裂缝的产生。

在混泥土硬化以后，随着表层水分的逐步蒸发，湿度逐步降低，混泥土体积减小，这一过程称之为缩水收缩。在这一过程中，由于有桥梁表面损失快，而内部损失慢，造成表面收缩大而内部收缩小，这样便会出现裂缝形成。

4.地基变形引起裂缝的形成

由于地下水的严重开采和桥梁施工对地基构建等原因造成地基沉降和水平位移，致使桥梁结构产生附加应力，由于附加应力超出了桥梁的抗拉强度，导致结构开裂，这时就会产生裂缝。

5.施工材料好施工工艺造成的裂缝

混泥土主要由水泥、砂石、骨料、水和外加添加剂组成。其中水泥的标号不符合施工要求，或者是受潮等原因；砂石的粒径太小，级配不良，空隙率大，杂质含量高等都可以导致裂缝的产生。另外搅拌水和外加添加剂对桥梁结构中的钢筋锈蚀也会产生较大的影响。

在施工工艺上，对于混泥土的搅拌、添加剂的使用、混泥土保护层的厚度、混泥土密實度、混泥土的浇筑都是直接诱因。混泥土保护层过后，或者是乱踩已经固定好的受力钢筋；混泥土密实度不够，致使内部出现空洞、蜂窝等这会加剧钢筋的锈蚀程度；混泥土运输路线过长，导致水分流失大，这些都会造成裂缝的产生。

6.预防措施

6.1在桥梁的设计工程中，做到万无一失，对各种数据要进行精密和科学的论证。对桥梁的各种数据不能漏算和错算。在桥梁结构的设计上，要做到最大的科学化，要组织专家学者进行论证，更进行各种模拟实验。

6.2在设计和施工时要考虑桥梁建设地的地质情况，做好由于地质构造和地下水开采等原因造成的地基下沉和位移带给桥梁的损害。

6.3在施工过程中，为了避免次应力产生裂缝，在设计上要避免突变或者断面突变，当裂缝产生不能回避时，应当做好局部处理。

6.4在施工材料的选择上，应该严格按照设计标准和使用符合规定的施工材料；并要对我们的施工材料做必要的实验进行验证。在混泥土添加剂的添加要符合标准，混泥土的配比符合规范。

6.5改进施工工艺，提高工程质量，减少由于工艺落后造成的桥梁裂缝现象的产生。

6.6在公路桥梁施工中，要严格按照施工规范要求进行施工。要加大对施工过程进行监督，避免由于认为原因造成工程质量破坏。

6.7制定严格科学的养护制度，规范桥梁养护的方式方法，科学的借鉴别人先进技术和工艺，提高自己的养护技术，这都是桥梁养护的关键，既可以防止裂缝的产生，还可以对其它病害也有同样的效果。

综上所述，虽然混泥土结构的公路桥梁很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的桥梁工程实例都表明，只要我们在桥梁工程的设计、施工工艺、材料的选择和后期的养护过程中我们能够充分考虑致使裂缝产生的各种因素，用科学的方法和态度，制定完善的养护制度和规范，还是完成可以把由于裂缝产生的危害程度降到最低，并最大限度防止其它病害的发生。