桥梁裂缝的产生原因及其在道桥工程中的影响

桥梁裂缝的产生原因及其在道桥工程中的影响

谭至桓

◎谭至桓

（汕头公路桥梁工程总公司广东汕头515100）

中图分类号：U445.71文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）06-142-02

摘要：在桥梁的建设和投入使用过程中，经常出现关于道桥裂缝而影响整个工程的报道，道桥混凝土等开裂困扰着桥梁工程人员。但是，只要在工程当中进行精心设计，采取恰当合适的施工手段和方式，许多刘凤问题是完全可以克服和避免的。所以，为了进一步加强道桥裂缝的认识，避免由于工程施工所产生的危害较大的裂缝，本文结合工程实际，尽量针对道桥裂缝的种类和产生的原因作出全面的分析和总结，以达到更好的找出控制裂缝的办法，促进施工质量向更好方向发展。

关键词：桥梁裂缝；原因；道桥工程

一、引言

一座桥梁从建成到使用，牵涉到许多方面。稍有不慎桥梁便会出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，需要进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题。本文根据自身实际施工经验，针对桥梁裂缝在道桥工程中的影响进行了阐述。首先根据桥梁工程中混凝土桥梁缝的种类，就其产生的原因，主要是由于荷载、温度差异、收缩以及施工质量和施工材料等方面产生了桥梁裂缝问题，分析每种成因下桥梁裂缝的特点和具体情况，说明不同成因的桥梁裂缝对于工程的影响，并给予相应的对策指导。

二、荷载引起的桥梁裂缝问题

（一）直接应力裂缝的产生。

1.设计阶段。

进行计算时不够恰当；结构受力假设与实际受力情况不符；荷载少算或漏算；结构刚度不够；设计图纸不够清楚等。

2.施工阶段。

施工机具和材料堆放不当；不了解预制结构受力特点，随意施工；擅自更改施工顺序；改变结构受力模式：不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

3.投入使用阶段。

超出设计载荷的重型车辆过桥；与车辆和船舶产生接触和撞击；发生大型灾害事故等。

（二）次应力裂缝的产生原因。

1.在外荷载作用下，由于道桥的实际工作情况与实际有所出入，因而某些部位引起次应力导致结构开裂。

2.桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，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，对于较孔洞有条件时可在周边设置扩边角钢。

（三）荷载裂缝特征依荷载不同而导呈现不同的特点。

这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动十分严重部位。但这些裂缝截面尺寸往往较小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：（1)中心受拉；（2)中心受压；（3)受弯；（4)大偏心受压；（5)小偏心受压；（6)受剪；（7)受扭；（8)受冲切；（9)局部受压。

三、温度差异引起的桥梁裂缝问题

由于日照、年温差等方面的原因，而且混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在许多大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张。引起温度变化主要因素有：

（一）年温差。

随着四季温度变化产生一定的年温差，我国年温差一般是以一月份和七月份的月平均温度作为变化幅度。这对桥梁结构的影响主要体现在导致桥梁的纵向位移方面，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施对其进行协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

（二）日照。

桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳的曝晒之后，桥面时度温度明显高于其它道桥部位，其温度梯度呈非线形分布。并且由于受到道桥自身约束的作用，使局部拉应力过到大，导致裂缝的出现。

（三）突然降温或雨雪天气发生。

冷空气来临、温度突降、雨雪天气等情况的发生，可导致道桥外表面温度突然下降，但其内部温度的变化相对较慢，产生一定的温度梯度和温差。所以要在在设计规范或参考实桥资料进行。而日照和骤然降温现象是导致结构温度裂缝的最常见原因。

（四）水化热。

出施工过程中，由于水泥水化放热现象，致使内外温差过大，道桥表面出现裂缝。所以，施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥的单位用量水平，减少骨料入模温度，降低内外温差，必要时可采用循环冷却系统，对内部进行散热。

（五）由于施工措施或养护不当，使混凝土骤冷骤热，内外温度不够协调，易出现裂缝。

（六）预制T梁之间横隔板安装时，若焊接技术不当，铁件附近混凝土便容易出现开裂现象，需要避免。

四、收缩引起的桥梁裂缝问题

在实际工程中，由于混凝土的收缩所产生的裂缝是最常见的。收缩分成塑性收缩、缩水收缩(干缩)、自生收缩和炭化收缩。塑性收缩和缩水收缩是最重要的两种收缩形式。为减小道桥的收缩，施工时要在加强设计的情况下，更好的促进施工的进行

（一）塑性收缩。

混凝土筑后4-5小时左右，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水现象，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。为减小混凝土塑性收缩，施工时要更好的控制水灰比，避免长时间搅拌，振捣要密实。

（二）缩水收缩(干缩)。

随着表层水分蒸发，湿度降低，混凝土在结硬之后体积便小，称为缩水收缩(干缩)。由于混凝土表面水分减少快，但其内部水分损失慢，所以表面收缩大、内部收缩小，形成一定裂缝。

研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有水泥品种、标号及用量；骨料品种；水灰比；外掺剂；养护方法；外界环境和振捣方式及时间等。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性。

五、施工质量和施工材料所引起的桥梁裂缝问题

（一）施工材料所引起的桥梁裂缝问题。

1.水泥。

水泥安定性不合格、水泥出厂时强度不足，水泥出现受潮或者过期现象或者水泥的碱性过高，都会导致道桥的裂缝问题。

2.砂、石骨料。

砂石的粒径、级配、杂质含量等因素都会影响混凝土强度和抗冻性、抗渗性，并会延缓水泥的硬化，降低混凝土强度，使道桥产生裂缝。

3.拌和水及外加剂。

拌和水或外加剂中氧化物等杂质含量较高对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

（二）施工质量引起的裂缝。

如果在施工过程中过程不合理、施工质量很低，便会很容易产生各式各样的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：混凝土保护层过厚、混凝土振捣不密实均匀、混凝土浇筑过快、混凝土搅拌、运输时间过长、混凝土初期养护时急剧干燥、混凝土分层或分段浇筑时，未处理好接头部位、混凝土早期受冻、施工时模板刚度不足、施工时拆模过早等因素都会导致道桥出现裂缝现象。

六、结语

道桥从开始兴建到投入使用，会牵扯到许多方面的因素，如设计、施工等方面。本文从荷载方面、温度、日照等方面进行道桥裂缝的产生，从上述的阐述可知，由于工程中所出现的设计疏漏、施工低劣、监理不力，都可能会导致道桥出现裂缝问题，影响道桥的质量。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强工程质量的监督和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。

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