馮 海 云

(山西路橋集團(tuán)第二工程有限公司，山西 臨汾　041000)

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橋梁工程施工過程中橋面裂縫的防治

馮 海 云

(山西路橋集團(tuán)第二工程有限公司，山西 臨汾041000)

介紹了橋梁工程中，橋面裂縫的種類及形成原因，從施工材料、混凝土養(yǎng)護(hù)、施工工藝等方面，闡述了橋面裂縫的防治措施，旨在提高橋梁的施工質(zhì)量，延長橋梁的使用年限。

橋梁，橋面裂縫，混凝土，施工工藝

0　引言

自我國改革開放以來，國家的經(jīng)濟(jì)獲得了快速的發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展欣欣向榮，在“經(jīng)濟(jì)發(fā)展，道路建設(shè)先行”發(fā)展理念的指導(dǎo)下，道路橋梁建設(shè)遍地開花。但橋梁在使用過程中卻普遍存在裂縫問題，其中包括結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性兩種裂縫。關(guān)于裂縫出現(xiàn)的緣由多種，譬如施工環(huán)境、工藝技術(shù)、材料使用、設(shè)計(jì)和長期載荷等都有可能造成橋梁的損壞，對(duì)行人駕車存在著嚴(yán)重的安全隱患，一旦發(fā)生事故將會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，不管是建設(shè)方還是施工方都要重視橋面裂縫這個(gè)問題，在施工中要采取有效措施避免裂縫出現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)裂縫時(shí)要及時(shí)處理、修補(bǔ)，防止裂縫擴(kuò)大影響到橋梁工程的壽命和使用。

1　橋面裂縫種類及形成原因

1.1貫穿裂縫

貫穿裂縫有縱向與橫向兩種類型，前者主要出現(xiàn)在路基混凝土路面，以及橋臺(tái)與路基的銜接部位，在施工時(shí)由于填充土料的溫度和壓實(shí)度不均勻，以致出現(xiàn)凍土膨脹，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)路基的沉陷，另外長期的路表水浸泡沖刷，裂縫會(huì)越來越明顯；后者則有溫度裂縫、冷縮裂縫和干縮裂縫幾種，其中溫度裂縫構(gòu)成橋梁路面的水泥混凝土具有熱脹冷縮的特性，一般出現(xiàn)在橋面鋪裝層，整體性限制是其中一個(gè)緣由，但混凝土的抗折度和抗壓強(qiáng)度的互相抗衡，也會(huì)或多或少產(chǎn)生影響，長期使用后，鋪裝層就會(huì)不可避免出現(xiàn)拉伸變形現(xiàn)象，進(jìn)而誘發(fā)溫度裂縫；冷縮裂縫主要受到水泥混凝土冷縮熱脹的影響，水泥水化時(shí)，熱量散播速度減緩，大約持續(xù)30 min后，才會(huì)有溫度升高跡象，直至水泥完全凝結(jié)后的12 h，溫度在80 ℃～90 ℃范圍內(nèi)徘徊，此時(shí)混凝土內(nèi)部體積已有膨脹現(xiàn)象，但在氣溫下降，或者濕水養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土必然會(huì)在冷卻的同時(shí)，出現(xiàn)明顯收縮現(xiàn)象，以致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力與抗拉強(qiáng)度互相制約，拉應(yīng)力大至一定狀態(tài)，橫向裂縫將會(huì)不可避免地出現(xiàn)。當(dāng)溫度從高溫降到低溫時(shí)，由于受到基層或已有硬化混凝土的約束，橋面不能自由收縮，也會(huì)產(chǎn)生裂縫；干縮裂縫指混凝土由于缺少水分，水凝漿體會(huì)發(fā)生收縮硬化，在收縮過程中會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，由于混凝土受到限制，抗拉彈性與混凝土自身收縮率不一致時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.2表面裂縫

混凝土在初始階段水分會(huì)流失的很快，從而造成橋面碳化干縮，這是造成表面裂縫的主要原因之一。此外，混凝土的混合料出現(xiàn)分層離析，形成表面泌水，混凝土表面水含量增多，當(dāng)表面水的蒸發(fā)速度快于泌水速度時(shí)，水的蒸發(fā)面就會(huì)滲入到混合料，使得凹面壓力大于凸面壓力，固體顆粒間就會(huì)存在毛細(xì)管張力，在混凝土表面未完全硬化時(shí)，難以對(duì)抗毛細(xì)管張力，從而就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

1.3接縫碎裂

接縫碎裂，指的是水泥混凝土路面板接縫兩側(cè)的剪切擠碎現(xiàn)象，氣溫的變化是造成接縫碎裂的主要原因，當(dāng)氣溫上升時(shí)，縫中的填縫料就會(huì)被擠出，當(dāng)氣溫下降時(shí)，性能較差的填縫料又不能恢復(fù)，這就使得脹縫會(huì)形成空隙，泥砂、石屑等雜物就會(huì)侵入，影響到板塊的佧張，進(jìn)而使得接縫處出現(xiàn)破損。

2　橋面裂縫防治措施

2.1控制好材料質(zhì)量關(guān)

材料是構(gòu)成橋梁的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)橋面質(zhì)量有著決定性作用，橋梁的主要材料是混凝土、鋼筋等等。

首先，保證混凝土質(zhì)量。選擇合適的水泥和控制水泥用量，嚴(yán)格控制骨料級(jí)別和合泥量的選用，為防止開裂，可以選擇外加劑摻入到混凝土中，比如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等等。案例工程多個(gè)部位發(fā)現(xiàn)裂縫，其中縱向結(jié)構(gòu)頂部裂縫呈傾斜和水平狀態(tài)，判定為溫度裂縫，考慮到誘發(fā)溫度裂縫的原因是環(huán)境溫度變化，不同膨脹系數(shù)的墻體材料熱脹冷縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形開裂，有效的處理措施是砂漿堵漏或貼無紡布后粉刷修補(bǔ)；而縱向結(jié)構(gòu)下部的裂縫呈“八”字狀，有往上延伸發(fā)展的趨勢(shì)，其成因是地基不均勻沉降，所產(chǎn)生拉力與剪力，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度承受范圍之外，使得結(jié)構(gòu)拉裂，處理方法是加固地基和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度。

其次，鋼船骨架。鋼船骨架的制作與安裝，要符合幾何尺寸，詳細(xì)驗(yàn)算支架的穩(wěn)定性，拆架時(shí)要嚴(yán)格遵照拆架程序，防止拆架產(chǎn)生瞬時(shí)荷載，引發(fā)施工裂縫。

2.2加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

混凝土常見的裂縫是表面裂縫，這往往是由于溫度驟降而形成的，特別是在寒冷地區(qū)。對(duì)此，我們需要做好混凝土的早期保溫以防止橋面表面出現(xiàn)裂縫，一方面防止混凝土內(nèi)外溫度差出現(xiàn)過大的波動(dòng)；另一方面防止混凝土過冷，盡量控制混凝土施工期的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，目的在于保持適宜的溫濕條件，以免混凝土受到溫、濕度變形的影響，防止出現(xiàn)有害的干縮和冷縮，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。混凝土澆筑后的前幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，可以采用膠粉聚苯顆粒保溫材料對(duì)橋面作整平處理。通過這種方法，不但可以解決上下層聚苯板臺(tái)階、整體平整度及垂直問題，還可以對(duì)門窗洞口、穿墻孔、聚苯板局部破損等進(jìn)行保溫、修補(bǔ)，同時(shí)還可以針對(duì)“熱橋”問題進(jìn)行斷橋處理。

2.3加強(qiáng)橋面的薄弱部位

第一，將梁與鋪裝混凝土聯(lián)結(jié)成一體。

混凝土齡期不同，梁與鋪裝層混凝土澆筑時(shí)間不同，為了保證能將它們聯(lián)成一個(gè)整體，要將梁內(nèi)鋼筋伸到鋪裝層，或在施工中設(shè)置錨筋。通過將梁與鋪裝混凝土聯(lián)結(jié)成一整體后，就可以改善受力狀況，有效防止開裂。

第二，加強(qiáng)板梁之間的縱縫聯(lián)系。

預(yù)制梁簡(jiǎn)支空心板梁的板與板之間鉸結(jié)構(gòu)，橋面容易出現(xiàn)開裂，所以需要特別注意該位置的加強(qiáng)處理。橋面混凝土一次鋪裝，可在預(yù)制梁時(shí)在梁側(cè)預(yù)留鋼筋，如果是兩次鋪裝的，可以在板上整體澆層內(nèi)設(shè)直徑12 mm的鋼筋，以加強(qiáng)各板塊的連接。

2.4強(qiáng)化橋梁施工工藝控制

強(qiáng)化橋梁施工工藝控制可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，正確布設(shè)鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)的布設(shè)要符合規(guī)定要求，防止沉底或上??；其次，配合比要適度，控制好坍落度，在確?；炷翗?biāo)號(hào)的前提下，要選擇和改善合適的配合比，以放緩或減少混凝土的收縮，控制裂縫。比如：放緩混凝土的早強(qiáng)時(shí)間、嚴(yán)格控制坍落度、適當(dāng)增加骨料用量并減少砂率。再者，掌握好混凝土的施工時(shí)間。橋梁混凝土路面質(zhì)量的好壞很大程度上跟施工時(shí)的溫度變化情況及空氣溫度狀況有關(guān)，所以在施工時(shí)要注意溫差問題。比如，在施工溫差高于20 ℃時(shí)，就必須要把握好施工的時(shí)間段，以免溫差導(dǎo)致混凝土在內(nèi)應(yīng)力的作用下強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致開裂。最后，控制好切縫時(shí)間。切縫時(shí)間把握是否適當(dāng)會(huì)關(guān)系到混凝土路面的早期開裂問題，切縫過早就達(dá)不到混凝土強(qiáng)度的要求，而且切縫機(jī)也容易壓壞路面而產(chǎn)生縫啃邊，切縫過遲，則會(huì)使混凝土收縮出現(xiàn)斷板。

3　結(jié)語

橋梁是道路建設(shè)的重要組成部分，其施工質(zhì)量如何深刻關(guān)系到使用壽命和人們出行的安全，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈。但由于受到溫度、濕度、施工工藝、長期的車輛碾壓等原因，橋面常常會(huì)出現(xiàn)裂縫，既影響到美觀，又存在潛在的危險(xiǎn)，所以為避免橋面出現(xiàn)裂縫，需要采取控制好施工材料質(zhì)量、加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)、強(qiáng)化橋梁施工工藝控制、強(qiáng)化橋面薄弱部位等措施來防治橋面裂縫。

[1]喬俊.對(duì)橋面裂縫的幾點(diǎn)看法[J].山西建筑，2012，38(19)：23.

[2]王治國.混凝土凍融破壞與橋面裂縫的原因與防治措施[J].城市建設(shè)理論研究，2013(21)：17.

[3]黃林毅.淺談橋梁工程橋面裂縫原因及控制措施[J].價(jià)值工程，2013(19)：31.

Prevention of deck cracks occurring in bridge engineering construction process

Feng Haiyun

(ShanxiHighway&BridgeGroup2ndEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

The paper introduces bridge engineering deck cracks categories and forming causes. Starting from aspects of construction material, concrete maintenance and construction technology, it describes deck cracks preventing measures, with a view to improve bridge construction quality and to prolong bridge servicing life as well.

bridge, deck cracks, concrete, construction technology

1009-6825(2016)21-0183-02

2016-05-13

馮海云(1981- )，男，工程師

U445.7

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