浅谈桥梁工程桥面裂缝原因及控制措施

关键词：桥梁工程；桥面裂缝；裂缝类型；成因；措施 

　　0 引言 

　　随着我国科学技术的不断发展以及城市化进程的加快，道路桥梁工程在不断的增加。而在桥梁工程中，桥面裂缝是一个共性现象，难以避免。桥面裂缝有结构性和非结构性两种，其出现裂缝的原因既有环境因素、施工因素也有材料与设计因素，甚至桥梁施工工艺控制好坏也是桥面裂缝能否得到有效控制的重要因素。但不管什么原因造成的裂缝，都将损坏桥梁结构，直接影响行车舒适性和安全性，同时，对于这些裂缝的修复也十分困难。因此，重视桥面裂缝问题，采取有效措施最大程度上避免早期裂缝的产生，控制使用期裂缝，实现路面工程经久耐用目的，对于桥梁施工人员显得极其必要。 

　　1 桥面裂缝类型及其原因探究 

　　1.1 贯穿裂缝 

　　1.1.1 纵向裂缝。在桥台同路基连接段或者路基混凝土路面，倘若填料土质及温度不均匀，就会加大路基支承不均匀的可能性。如果路基稍有沉陷，在行车压力以及板块自重的作用下会导致纵向裂缝的出现，同时裂缝将随着雨水的浸泡而加大。 

　　1.1.2 横向裂缝。①温度裂缝。任何材料都具有热胀冷缩的性能，水泥混凝土也不例外。桥面铺装层的热胀冷缩的产生前提条件是相邻部分或整体性限制，相比较于混凝土材料的抗压强度，其抗折强度较小，所以在铺装层中出现拉伸变形的情况下，极易发生开裂。通常，温度降低的过程中会产生温度裂缝。铺装层在温度降低的情况下将发生翘曲，并且板的温度梯度以及结构约束状况决定了翘曲应力的大小。②冷缩裂缝。水泥水化过程中，热量初始散发较慢，在经过大约25分钟温度会增加，而在水泥终凝后十二小时的水化热温度在80-90℃，导致内部硅的体积加大，然而，板面温度会随着湿水养护以及晚间温度的降低产生收缩，混凝土外部收缩而内部膨胀，将产生较大的拉应力，倘若拉应力超过混凝土极限抗拉强度，就会出现横向断裂或者冷缩裂缝。另外，由高温降温后，因为受到已有硬化硷或者基层的限制作用，随着温度的降低，自由收缩受到约束，将出现裂缝，此种裂缝大多数是贯穿路面的，所以，建议相关从业人员要及时地进行切缝，从而避免裂缝的产生。③干缩裂缝。在混凝土硬化过程中，倘若失水，水泥浆体将产生收缩，在此种收缩受到限制的情况下会形成收缩应力，混凝土结构处于限制状态，其自身抗拉弹性应变和徐变应变同硬化干燥过程中，混凝土自由收缩率不相符时会出现裂缝。同时，混凝土的单位用水量越小（单位用水量如果过小，通常不可以达到施工要求），Ef越小，所以，在实际桥梁施工中，一般为达到缩小侧限系数K的目的，易言之，通过设置接缝来缓和约束，进而减小或避免裂缝的出现。 

　　1.2 板角裂缝。板角作为混凝土路面板的薄弱部位，鉴于侧模的模壁效应，在施工的过程中，一般不容易将混凝土振捣密实，板角密实度不足，强度不够，所以在受力方面相对不利，加之车载作用，极易产生板角裂缝。 

　　1.3 表面龟裂。桥梁表面裂缝的产生主要是因为混凝土混合料早期失水过快形成干缩以及碳化收缩。混凝土混合料出现分层离析进而形成表层泌水，导致混凝土表面的含水量加大。在泌水速度比表面水的蒸发速度慢的情况下，水的蒸发面将深入至混合料，产生相比凸面而言有较大压力的凹面，并且固体颗粒间形成毛细管张力，在混凝土表面还没有充分的硬化的情况下，其不能够抵抗毛细管张力，导致混凝土表面出现裂缝。 

　　1.4 接缝碎裂。接缝碎裂指的是水泥混凝土路面板接缝两侧的剪切挤碎现象。气温的变化对胀缝的宽度有很大的影响。在气温上升的情况下，缝中的填缝料会被挤出，而在气温降低的情况下，性能不够强的填料不可以恢复，造成缝中出现空隙，侵入的杂物，诸如石屑、泥沙等将成为板块伸张时的障碍，从而造成接缝处损坏。 

　　2 控制桥面裂缝的措施探讨 

　　2.1 桥面钢筋网对裂缝的影响。当前，某些大桥铺装层采用进口金属网，然而，从相关资料以及有关媒体报道可以看出，大部分桥面也都产生开裂甚至损坏，并没有达到理想的效果。导致开裂的主要原因是金属扩张网含筋量过低，刚度不足，加之车载作用，不能够有效扩散荷载以及增加硅承压面积而降低车载局部压力。当前，通常采用相对理想的#8钢筋网，10*10cm间距以及含筋率7.9kg/m2，铺装厚度一般为10cm。其顺桥面纵向、横向的垂直布筋方式，能够让其更好的参与桥梁横向、纵向的拉伸受力。 

　　2.2 加强桥面薄弱部位。一方面，增强板梁之间纵缝的联系。鉴于板间属于铰结构，很容易导致桥面出现开裂，所以，要注意加强此位置。针对桥面硅一次铺装而言，在预制梁时可预留钢筋于梁侧；倘若是二次铺装，在板上整体现浇层内布设$12钢筋，以达到各板块连接为整体之目的。另一方面，还应增强预制架设的板梁同铺装层的联系。板梁同铺装层硷浇时间不一样以及硅龄期不一样，建议在施工的过程中布设竖锚筋或者把梁内钢筋伸入至铺装层，以确保其连为整体。 

　　2.3 做好控制桥梁施工工艺的工作。对施工工艺的控制主要是做好以下几方面的工作：①正确布设钢筋网。$8钢筋网的位置一定要达到要求，禁止沉底，同时其不得上浮，鉴于其容易出现顺筋裂缝且钢筋易于锈蚀。②配合比要合适，同时控制好坍落度。在确保混凝土标号的前提条件下，应对配合比进行改善与合适的选择，从而放缓或者减少硅的收缩，对于裂缝的控制具有显著的效果。具体能够采取的措施有：放缓硅的早强时间、坍落度要严格控制、骨料用量适当增加以及减少砂率。③把握好混凝土施工时间。混凝土路面质量的好坏在很大程度上取决于施工温度变化以及空气的温度。因此，不管是在夏季高温施工还是冬季低温施工都要注重温差。倘若施工温差≧20℃，就要将混凝土施工时间掌握好，因为温差导致水泥混凝土应变以及内应力作用，加之初浇混凝土强度不够，很容易产生开裂。④控制好切缝的时间。适当的切缝时间能够有效地控制混凝土路面的早期开裂。如果切缝过迟，则混凝土收缩出现断板；如果切缝过早，则混凝土强度达不到要求，路面很容易被切缝机压坏，同时易产生缝啃边。⑤做好混凝土养护的工作。倘若在低温条件下浇筑混凝土，就要根据规定做好混凝土保温养护的工作，以避免混凝土早期受冻。混凝土终凝后，应对其进行及时的养护，尤其是注重混凝土早期的养护，可采取铺砂或者铺麻袋的措施，及时地进行洒水养护，或者通过采用黄粘土在硅板面四周筑成土埂，灌水养生。 

　　3 结论 

　　作为桥梁结构的外表面，桥面铺装施工的好与坏不仅对行车有直接的影响，而且关系到施工单位的经济效益。相关从业人员应在最大程度上重视桥面裂缝。桥面铺装层裂缝有疲劳裂缝、温度裂缝以及干缩裂缝。①鉴于预制板的限制作用，铺装层不可自由收缩，并且铺装层形成裂缝的主要原因是其存在温度梯度。②桥梁施工遇到高温情况时，应按照不同温度进而维持一定湿度，能够最大程度上预防干缩裂缝的产生。③桥梁施工中可掺加一定量的钢纤维及聚合物、微膨胀剂以及引气剂能够有效地预防桥梁裂缝的出现，同时能延长铺装层的使用寿命。 

　　参考文献： 

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