淺析不同類型及不同原因產生的裂縫的相應防裂措施

　　摘要：橋梁路面裂縫不僅影響板梁的受力性能，加速了鋼筋的銹蝕，而且降低了橋梁的耐久性能。文章橋梁路面裂縫產生的原因，針對不同類型裂縫及不同原因產生的裂縫，提出了相應的防裂措施。

　　關鍵詞：橋梁裂縫,原因,防裂措施

　　隨著我國道路橋梁建設規(guī)模的不斷擴大，在道路建設中，橋梁占據相當大的工作量，然而隨之出現的質量問題也日益增多，橋梁工程的混凝土施工受施工條件的影響很大�；炷�土結構裂縫的種類成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因。如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。

　　1橋梁路面裂縫產生原因分析

　　1.1荷載引起的裂縫

　　混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。

　　直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有：

　　1)設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算;計算模型不合理;結構受力假設與實際受力不符;荷載少算或漏算;內力與配筋計算錯誤;結構安壘系數不夠。結構設計時不考慮施工的可能性;設計斷面不足;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結構剛度不足;構造處理不當;設計圖紙交代不清等。

　　2)施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結構結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式;不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。

　　3)使用階段，超出設計載荷的重型車輛過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊;發(fā)生大風、大雪、地震、爆炸等。次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。裂縫產生的原因有：在設計外荷載作用下，由于結構物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應力導致結構開裂。例如兩橋拱腳設計時常用布置“X”形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設計鉸，理論計算該處不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現裂縫。

　　1.2溫度變化引起的裂縫

　　混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環(huán)境或結構內部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混抗拉強度時即生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：

　　1)年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結構的影響主要是導致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施相協調，只有結構的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度�？紤]到混凝土的蠕變特性，年溫差內力計算時混凝土彈性模量應考慮折減。

　　2)日照。橋面板、主粱或橋墩側面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導致局部拉應力較大，出現裂縫。日照和下述驟然降溫是導致結構溫度裂縫的最常見原因。

　　3)驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導致結構外表面溫度突然下降，但因內部溫度變化相對較慢而產生溫度梯度。日照和驟然降溫內力計算時可采用設計規(guī)范或參考實橋資料進行，混凝土彈性模量不考慮折減。

　　4)水化熱。出現在施工過程中，大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現裂縫。施工中應根據實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料入模溫度，降低內外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內外溫度不均，易出現裂縫。

　　預制T梁之間橫隔板安裝時，支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時，若焊接措施不當，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱張拉法張拉預應力構件時，預應力鋼材溫度可升高至350℃，混凝土構件也容易開裂。試驗研究表明，由火災等原因引起高溫燒傷的混凝土強度隨溫度的升高而明顯降低，鋼筋與混凝土的粘結力隨之下降，混凝土溫度達到300℃后抗拉強度下降50%，抗壓強度下降60%，光圓鋼筋與混凝土的粘結力下降80%;由于受熱，混凝土體內游離水大量蒸發(fā)也可產生急劇收縮。

　　2橋面防裂措施

　　2.1 加強橋梁設計工作

　　為了滿足現代社會的發(fā)展，如今設計的橋梁橋面寬度越來越大，造成橋梁結構的受力情況越來越復雜，因此，在橋梁工程設計時，應對橋梁結構的箱型梁進行整體性分析以及剛度變化分析，同時對支座附近一定范圍內的箱型梁還應進行抗彎分析和抗扭疊加分析以及必要的驗算，適當增加構造配筋。在橋梁運行過程中路面橫向不對稱荷載可能為最不利荷載，因此，在橋梁設計時應考慮在這種荷載作用下箱型梁的受力情況，同時還應充分考慮各種荷載作用下對橋梁結構進行應力分析，且還應驗算和復核，并應通過試驗驗證設計正確后才能施工。橋面配筋的布置設計應充分考慮到施工的方便，即便于制作和安裝，以確保施工質量，使橋梁實際受力情況和設計相符合，防止裂縫的出現，延長橋梁結構的使用壽命。

　　2.2 加強施工質量控制

　　施工質量在很大程度上決定了橋梁工程質量的好壞，在施工階段應加強以下幾個方面的工作，能有效地防止裂縫的產生。1)重視和加強現場施工管理，建立完善的管理體制，提高管理水平;2)嚴把原材料質量關。應選擇合格的原材料，同時盡可能選擇強度較高、收縮小、耐磨和抗凍性能好的水泥。碎石應選用地質堅硬、表面潔凈、級配良好的碎石。混凝土攪拌和養(yǎng)護用水應清潔干凈，符合要求的水;3)優(yōu)選配合比，嚴格按配合比施工�；炷�土配合比設計對橋面裂縫的影響很大，因此，施工前應進行多組對比試驗，得出最佳配合比。依據構件要求，選擇合理的配合比，不同配合比應采取不同的施工程序，以保證施工質量、混凝土強度，提高構件強度的均勻性和構件的耐久性;4)合理選擇施工時間。在溫差較大的季節(jié)和炎熱天氣時，要避免中午高溫施工，而應選擇下午或夜間施工，以免出現溫度裂縫;5)嚴格控制橋面鋪裝層施工質量。橋面鋪裝層施工質量對橋面裂縫的影響極大，水灰比和含砂率是控制橋面鋪裝質量的主要因素，因應合理設計兩者;6)安裝鋼筋網時，可利用短鋼筋頭支撐鋼筋網，以防施工時鋼筋網走位或踩壓至底層，否則將會降低上部分布筋的承載能力，當出現負彎矩時，容易導致橋面出現裂縫;7)嚴格、認真地抓好每一道工序的施工質量，結合實際施工情況，選擇合理的施工工期，安排好施工程序。

　　2.3 重視橋梁橋面薄弱部位的加強設計

　　1)加強預制架設的板梁和橋面鋪裝層的連接。因預制板梁和橋面鋪裝層混凝土澆筑時間不同，所以混凝土齡期也不同。為了確保兩者之間連接的整體性，設計時應考慮將板梁內的鋼筋伸入到鋪裝層中，或施工時設置豎向錨固鋼筋，這樣能很好地改善橋面的受力狀況，能夠有效地防止裂縫;

　　2)加強板梁之間縱向縫隙的聯系。預制空心板梁之間的連接為鉸結，致使橋面極易出現裂縫。因此，在設計時應對該部位進行加強。橋面混凝土一次鋪裝時，應在板兩端預留鋼筋。若為兩次鋪裝時，應在板梁上整體現澆層內設Ф12鋼筋，以加強各板間的連接，提高結構的整體性能。

　　4結束語

　　橋梁在建成并運行一段時間后橋面易出現裂縫，給車輛的運行和橋梁的維修帶來諸多不便�；炷�土結構裂縫的種類成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但只要采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。