公路桥梁裂缝的成因与预防技术

伏永贵 北京市政路桥股份有限公司

1 前言

公路桥梁作为基础交通设施的关键构成部分，对于我国的社会经济建设和发展发挥着重要作用。公路桥梁工程具有工期长、施工环节复杂的特点，通过对现阶段我国公路桥梁工程施工现状进行分析，发现公路桥梁工程出现裂缝的概率较大，而裂缝会对公路桥梁工程项目的整体质量造成严重的不利影响，需要给予重视。

2 公路桥梁裂缝的危害

公路桥梁工程施工具有较强的综合性，对于技术方面的要求较高，其结构主要以钢筋混凝土材料为主。目前我国的钢筋混凝土施工技术已经逐渐成熟，切实保障了公路桥梁工程建设的稳定性和可靠性。但是，就我国当前公路桥梁工程施工现状而言，仍存在诸多问题需要解决。比如常见的施工裂缝问题在公路桥梁工程中十分普遍，这限制了整体项目工程施工质量的提升，对于公路桥梁最终建成后的刚度和强度造成了不利影响，给后期公路桥梁的正常使用、人们的交通出行安全埋下了隐患。裂缝可能导致钢筋发生外露的情况，使公路桥梁工程的整体强度、安全性受到负面影响。

另外，裂缝会降低公路桥梁结构的整体稳定性，且随着时间的推移，裂缝可能会逐渐扩大，在天气等因素的影响下，常常出现雨水渗透等情况，降低公路桥梁的结构稳定性。当公路桥梁工程出现细小的裂缝时，需要及时处理，否则裂缝会逐渐扩大，造成无法修补的后果，甚至可能导致路面塌陷，严重威胁居民的正常通行以及生命安全。

3 公路桥梁裂缝的成因

3.1 地基变形导致的裂缝发生

对于任何一个工程项目来说，施工人员在开展具体的施工之前，都要先全面检查施工区域的地基情况，只有地基质量得到了保障，后续的施工工作才可以更为顺利地开展。对于公路桥梁来说也是如此，在公路桥梁的施工过程中，地基质量出现了问题，比如地基出现了不牢固现象，整个工程的质量会因此受到直接影响，甚至还有可能造成安全事故的发生。

大部分情况下对于外界的影响，地基本身是有一定程度的抵挡能力的，但导致地基变形的主要原因，就是地基所承受的应力强度完全超出了其设计承受范围，所以地基就会有变形现象产生。在地基发生变形以后，公路桥梁混凝土结构内部的压力也会因此发生相应的改变，如果其所承受的压力超过了自身的承受范围，混凝土内部就会出现错位现象，最终导致裂缝产生。

比如在支架现浇箱梁施工过程中，一般都会提前勘察原状土的承载力，若不能满足要求，则需要换填灰土压实，再浇筑混凝土垫层并设置排水沟，以防支架沉降，造成现浇箱梁梁体产生裂缝。因此，相关施工企业想要降低裂缝出现的概率，首先要保证地基质量，增强地基承载能力。

3.2 荷载作用

荷载的形式包括静荷载、动荷载、次应力等，各类荷载的作用特性不同，因此裂缝的发生部位、发展程度也有所差异。其中，公路桥梁的受剪区、受拉区、振动区受力较为特殊，这些部位的结构容易在荷载作用下出现裂缝。

荷载裂缝的成因错综复杂，主要包括未有效协调施工机具及材料，使得其大量堆载至混凝土结构上，一旦超出结构可承受的荷载上限就会产生裂缝；未严格依据设计图纸有序开展工作，未经许可便调整施工工序或盲目改变结构的受力模式。在各类荷载裂缝中，以中心受压产生的裂缝最为常见。此类裂缝在某范围内高密度分布，具有长度较短的形态特征，且易发生在墩柱结构处。

3.3 修筑方式不正确所造成的开裂

在进行修筑的过程中，若没有使用正确的修筑方式，也会发生混凝土开裂的现象。在实际修筑的过程中，要选择合理的修筑方式，以避免裂缝现象的产生。

在进行修筑的过程中，多数修筑工艺具有较强的专业性，若是没有严格遵循相关建造标准，或者施工技术的不成熟或者施工人员的责任意识不强，都会降低建造作业的品质，导致桥梁产生混凝土裂缝。在进行建造作业的过程中，混凝土具有一定的收缩性，导致混凝土发生变形，若要减少变形情况的发生，要提升施工人员自身工作责任感。混凝土浇筑之后会发生强烈的水化反应，此时混凝土内部会产生一条分水缝，混凝土中水分被蒸发，会产生下沉的现象。由于混凝土自身的收缩性，并且此时并没有完全硬化，所以裂缝产生的概率就会大大增加。

另外，在混凝土产生硬化现象时，若是没有采用合理的技术作业，就会导致裂缝产生。在混凝土硬化之后，因为表面的水分已经被全部蒸发，而内部的温度处于较低的状态，其体积就会不断缩小，裂缝就会产生。相关建造人员还要注意一点，混凝土内部和外部的收缩力并不相同，会发生收缩不平衡的现象，混凝土表面承受巨大的拉力，导致缝隙的产生。此外，在选择建造工艺时，要根据工程的建造特点选择适宜的建造工艺，否则建造作业的实用性较低，在后期的使用过程中也会出现不同程度的裂缝问题。

4 公路桥梁裂缝的预防技术措施

4.1 强化混凝土施工质量的控制

第一，在采购原材料的过程中，要把控原材料质量。对于混凝土配合比中的原材而言，其中最为关键的材料就是水泥，因此水泥自身的质量，也会对混凝土的质量造成直接性的影响。首先工作人员在水泥采购的过程中，不能只重视经济效益，必须选择质量符合施工标准的水泥，以此保证混凝土的质量。此外，混凝土容易受到温度的影响，工作人员可以选择低热水泥，可以有效降低温度对于自身的影响程度。同时，还可以选择使用强度较大的水泥，以此提升混凝土施工质量，延长公路桥梁的使用寿命。

第二，科学配比混凝土，保证混凝土达到公路桥梁施工要求。施工人员在对混凝土配置的过程中，要先了解公路桥梁工程的实际负载情况，再结合其抗拉强度等各方面的规定，确定混凝土中材料的配置比例，保证在公路桥梁的施工过程中，使用最为优质的混凝土，以此提升公路桥梁的整体质量。

第三，添加剂的选择和控制要遵照混凝土质量要求。施工人员在配置混凝土的过程中，要选择合适的添加剂。因为添加剂不仅可以增强混凝土的塑性，还可以保证混凝土抗拉性能的有效提升，有效降低公路桥梁工程中裂缝的发生概率，同时也能够提升该工程的整体质量。

第四，公路桥梁施工中合理增加预埋件。如果施工人员在开展具体施工工作的时候，可以合理添加预埋件，不仅混凝土自身的抗裂性能可以有所提升，同时裂缝出现的概率也会因此下降。比如，对于整个工程的基础受力位置，施工人员可以在其中添加钢筋等构件，这样会使混凝土的抗裂性能有所提升。此外，对于容易发生裂缝的位置，可以在其中放置传感器，能够有效测量该部位的荷载以及拉力，同时如果发现有质量问题，传感器就会即时发出警报，施工人员可以在第一时间进行处理，以达到预防裂缝产生的目的。

最后，施工单位还要严格管控施工工艺。即定期组织施工人员开展技术培训活动，提升施工人员的技术水平，以保证施工质量。

4.2 对于荷载裂缝的防治对策

在工程建造的过程中，要控制荷载的力度，增加其作用力。并且避免因为荷载过大而产生裂缝。若混凝土在使用的过程中，负荷重量高于自身的承载力时，就会引发裂缝的产生，引起裂缝主要有以下几个原因。

第一，受力过大产生裂缝。若是桥面或者公路受到较大的作用力，混凝土会产生裂缝。在发生自然灾害时，桥梁或者公路受到较大的作用力时，也会因为力的作用而产生裂缝。

第二，桥梁或者公路负荷较大时，内部作用力不均匀也会导致裂缝的产生。因为桥梁内部钢筋的承受力是一定的，所以过往车辆不符合相关承载标准时，桥梁内部的钢筋受力不均匀，会降低作用力的效果，导致裂缝的产生。

在建造作业的过程中，要对荷载参数进行分析，并且优化建造方案，提升工程的荷载强度。另外，减少公路桥梁所承载的载荷，在使用大型设施工具时，要将其摆放在正确的位置，避免对公路桥梁产生较大的压力，避免荷载裂缝的产生。面对已经出现的荷载裂缝，相关工作人员要采取相应的补救措施，减少裂缝对工程产生的不利影响。

4.3 梁桥预拱度、挠度偏差防治措施

施工单位要把好材料关，强化混凝土质量控制力度，增强质量检验人员职责，做好各项材料的检查，坚决退回不符合质量要求的混凝土材料。在现场搅拌混凝土时，需要严格按照配合比生产，控制搅拌时间，专职检验人员加强检查。

此外，还应从以下方面控制预拱度、挠度偏差：提高支架基础、支架及模板施工质量，提高挂篮等悬臂浇筑设施安装组拼质量，并按要求进行预压试验或者是加载试验，消除非弹力的变形现象，并向监测人员及施工人员提供非弹性变形的数值。确保模板的标高偏差控制在允许范围内，使上部结构在支架或挂篮拆除后能达到设计规定的外形。

设立合适的观测点以及相对坐标系，并以此为标准，建立相对的坐标控制立模标高值，使检测人员能够在现场施工过程中，及时采集和观测断面的标高值，并提供给监控人员。

加强施工过程控制，严格控制施工过程中不平衡荷载的分布及大小，并且对预拱度偏差值及时调整；控制在张拉时混凝土的强度，保证混凝土强度能够与梁段同条件养护，在制梁时还需要及时控制混凝土弹性模量，存梁时间不宜过长，且不同预制梁龄期不应相差太大。

除此之外，还要控制预应力筋在梁体结构中对应的位置，控制张拉时的应力值。大体积混凝土梁段浇筑时，应该在梁体上使用温度观测点进行相应的温度监测，这样能够及时把握梁段截面的内外温差，以及梁断截面的温度分布状况，可以获得更加准确的温度变化规律。

加强检测，对发现的问题进行积极反馈调整。首先，可以在箱梁的底板布置测点，在一天内对温度变化较小的时段进行测量，在测立模、混凝土浇筑前和混凝土浇筑后，以及预应力束张拉前和预应力张拉后进行标高；在梁体内布置测试的断面和测点，在公路桥梁施工过程中，及时测试截面的应力变化与分布，以便及时测量各施工阶段被测梁段或梁体的应力值，是否与计算数值及分析相吻合。

4.4 处理已形成的裂缝

在公路桥梁工程项目中，对于已经出现的裂缝，施工人员必须进行及时处理，以此防止裂缝进一步扩大，降低其对公路桥梁使用寿命造成的影响。在公路桥梁裂缝的处理措施中，最为常见的就是表面修补法。该方法一般适用于宽度≤0.15mm左右，同时深度较浅的裂缝，或者使用于有较大面积漏水的防渗堵漏。如果公路桥梁中所出现的裂缝宽度≥0.15mm，施工人员一般采用灌缝法处理。除此之外，还要注意把沥青等具有防腐性的物质涂抹在表面，以此达到预防钢筋腐蚀的目的。

4.5 优化后期养护模式

公路桥梁工程施工结束后，应建立完善的后期养护体系，优化养护模式，最大限度地避免公路桥梁工程发生裂缝问题，提高混凝土结构的养护和管理力度。结合公路桥梁工程的实际情况，保证良好有效的后期养护措施，将其落实到位，避免发生公路桥梁混凝土裂缝等问题。

相关人员应结合工程的具体施工环境和情况，注意细节养护，加强对混凝土湿度和温度的控制，降低裂缝发生的概率。科学规划养护时间方案，促进公路桥梁工程养护效果的提升，灌浆施工前，应采取适当的裂缝与空隙封堵、堵漏措施，保证良好的灌浆施工质量和效率，预防裂缝不断扩大，确保公路桥梁工程质量符合相关要求。

5 结束语

随着社会经济的不断发展，我国公路桥梁建设在取得显著成绩的同时，尚存在一些问题。针对常见的裂缝问题，需要施工人员不断探索分析，根据公路桥梁工程建设的实际情况，正确应用相关施工技术，制定切实有效的裂缝控制措施，以确保桥梁整体质量，提高桥梁工程结构的稳定性。

总之，相关施工单位要摒弃只重视经济效益的思想，要选择合适的措施保证公路桥梁施工项目的质量。要严格控制施工温度，同时组织员工开展讲座以及培训活动，提升员工专业能力，增强其综合素养，以此减少裂缝出现的概率，保证公路桥梁的整体质量，给人们的生活水平带来推动性影响。