高速公路桥梁施工中所遇的裂缝问题及解决途径

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【摘要】高速公路桥梁在施工过程中，不可避免的要受到外界温度变化的影响，桥梁面板容易产生裂缝。桥梁裂缝不仅影响施工进程，而且缩短桥梁的使用寿命。因此，为了保证桥梁设计方案的完美呈现，需要综合考虑自然因素和人为因素，根据不同类型的裂缝问题，制定具有针对性的解决方案，减少裂缝现象的出现。

【关键词】桥梁施工；温度变化；桥梁裂缝；解决方案

引言

高速公路桥梁施工裂缝产生的原因多种多样，施工人员要结合以往的经验，对裂缝的产生原因和类型做出准确判断。施工人员工作态度认真负责，培养较强的专业技能，着重考虑外界环境温度改变对桥梁内部和外部结构产生的影响，针对可能产生裂缝的结构进行及时补救，全面总结裂缝处理的方法。根据设计方案制定治理裂缝的可行性方案，减少裂缝造成的各种危害和损失，保证桥梁施工的顺利进行。

一、高速公路桥梁施工裂缝产生的原因

高速公路桥梁面板施工裂缝现象比较常见，其形成的原因较为繁多复杂，主要有以下几种：

（一）桥梁在静荷载和动荷载的影响下，产生直接应力裂缝和次应力裂缝等结构性裂缝，其产生的原因是：在安装等施工期间，施工设备和材料随意堆放，给桥面带来超出规定范围的荷载；在起吊、运输的过程中，缺乏对预制结构受力的通盘考虑，而且由于没有严格遵循设计图纸的施工程序施工，从而导致结构受力模式的改变；局部施工中，某些部位结构的工作状态计算不准确，从而致使结构开裂；在进行受力构件凿孔的过程中，在空洞附近会出现绕射现象，由此产生的应力集中成为荷载裂缝的诱因。

（二）气候温度条件在高速公路桥梁施工过程中不可能是一成不变的，由于施工持续的时间较长，桥梁桥面容易受到气候温度的影响而出现裂缝的问题。混凝土是桥梁的主要组成部分，具有热胀冷缩的特质。桥梁的内部温度在受到外界环境变化时也会产生不同程度的改变。混凝土因为受到桥梁内部温度改变的影响，其结构产生的应力也会随之改变。为了挣脱外界的约束力，应力便不断增加，当这个应力的数值超过混凝土所能承受的最大抗拉强度时，桥梁的变形就很容易发生。拱桥和钢架桥等桥面产生裂缝主要是由于一年四季温度的变化。虽然四季的更迭是一个循序渐进的过程，但是桥梁的结构仍然会由于多年来温差的改变而产生纵向位移。由于桥梁局部不同结构的受热情况不同而产生的温度裂缝也比较常见。一年和一天中太阳的照射强度和角度都有差异，因此桥面、桥梁和侧面等承载的温度各不相同，局部产生的拉应力在不同温度状态下变大程度就会不同，温差裂缝便会产生。桥梁裂缝在温度骤然变化时也会发生。桥梁内部和外部对温度改变的应激能力不同，相比于桥梁外部温度的快速下降，内部温度则较稳定，下降较慢。这种情况下，桥梁内、外部变化不均就会导致裂缝的出现。在冬季，由于温度比较低，这种由于冷空气来袭而产生的裂缝就会时常产生。但是，如果注重桥梁的保养和维护，这种损失还是可以减少或者避免的。

（三）收缩裂缝是指混凝土内部结构组分分子间的距离， 随温度变化而产生体积收缩引起的裂缝，在施工过程中比较常见。混凝土在凝结以前由于表面失水引起毛细管压力而产生的表面收缩，是一种塑性收缩。该收缩受水灰比、水分蒸发、骨料等因素的影响。混凝土表面的水分会随着混凝土的结块逐渐蒸发，混凝土的体积也会随着表面温度的降低而慢慢缩小。在此过程中，混凝土承受的收缩压力变大，当其数值超出混凝土的最大承受能力时，干缩裂缝便会产生。炭化收缩主要受空气中二氧化碳含量的影响。过多的二氧化碳能与水泥、水等发生化学反应，导致炭化收缩。

二、高速公路桥梁施工裂缝处理的方法

（一）施工过程中的荷载控制 荷载产生的裂缝属于结构性问题，因此我们可以在施工过程中加以预防处理：1.仔细阅读并且分析施工图纸是施工前必须做的准备工作，施工人员要在理解设计者的构图思路和各方面要求的前提下，认真分析桥梁不同组成部分的受力特征和负荷能力，为制备完善的施工方案打下基础。2.完善的施工方案需要具备恰当合理的实施顺序，明确指出操作的前后顺序。3.由于结构荷载产生裂缝时常发生，首先要明确裂缝的类型和造成裂缝的真正原因，采取富有针对性的措施治理裂缝，减少损失。同时，要定期检查桥梁的安全问题，尽量避免裂缝等问题的出现。4.对症下药治理裂缝是十分重要的。在治理过程中要综合考虑结构承载力、收缩、温度变化等多方面的因素，避免再次出现裂缝现象。5.为了减少安全隐患，我们要适时检测桥梁的强度和震动疲劳。制定系统全面的操作规范和惩处规定，规范施工人员的行为，尽量减少由于人为原因造成的桥梁安全问题。

（二）施工经验显示，施工人员可以通过自主控制来调节温度的高低。温度得到合理的控制，由于温度对施工进程造成的影响就可以大大降低。目前，针对温度变化产生的桥梁裂缝，最好的办法就是控制温度的干扰。首先，分为三个阶段进行温度应力的分析：①施工早期，检测水泥的水化放出量和混凝土的上弹性模量。②施工中期，需要在混凝土的温度不再变化趋于稳定时，分析外界环境的气温变化，适时调整施工温度。③施工后期，在考虑中期外界环境温度的前提下，还需注意桥面内部结构温度的变化。其次，做好以下四个环节的工作可以控制温度的变化﹕①调整股骨料级配，减少水泥在混凝土中的比例。②当混凝土冷却到一定的温度时，再进行搅拌。③先埋设水管，之后再进行混凝土浇筑，用水冷却降低温度。④提前做好桥梁的保温工作，应对气温的突然变化。最后，由于桥梁容易受到温度变化的影响，因此仔细观察桥梁结构的温度承受能力，做好桥梁的保温工作就十分重要。着重控制温度，减少混凝土受热不均产生的表面裂缝，使桥梁具备良好的抗逆能力。做好早期保温防护，不仅可以充分展现出设计者的独具匠新，而且可以延长桥梁的使用寿命。综合桥梁的自身条件，及时发现问题及时解决，可以避免干缩、裂缝等问题的出现。

（三）由于收缩而导致的裂缝对桥梁的危害也很大。桥梁收缩类型不同，控制收缩的方法也有所不同。1.制定可行性较强的施工方案，考虑混凝土的最佳配合比，通过对比，选择最终方案。从四个方面加强技术水平：①明确水灰比，②优选水泥材料，③外加剂严格控制，④确保养护的温湿度，提高混凝土的配合质量。2.采用分层浇筑的方法，匀速搅拌和下料。3.预防收缩裂缝可以采用覆盖保湿的办法，既经济又有效，达到增减养护时间的目的。4.施工过程中态度要严谨，比如通过控制水灰比防止收缩裂缝。

结语

高速公路桥梁施工需要在多种因素的共同配合之下才能顺利地完成。首先，要保持积极的态度，当裂缝问题发现时，不要丧失信心，要保持清醒冷静的头脑去面对问题，掌握丰富的桥梁专业知识。其次，要认真翻阅历史材料，总结历史经验，根据原有的知识发掘新的技术，形成崭新的设计思路，更好地指导桥梁施工工作。桥梁裂缝在高速公路桥梁施工过程中无法避免，需要在合理的设计图纸指导下，有序进行施工。减少裂缝问题的出现，不仅可以延长桥梁的使用寿命，对人民群众的安全也提供了一个良好的保障。针对裂缝问题的严重性，我们要不断学习先进的工程技术，借鉴发达国家的成功经验弥补自身的不足，提高桥梁施工的安全保障，减少甚至杜绝裂缝现象的发生。

参考文献

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