李勇

（安徽 合肥 230000）

橋梁開裂的原因很多，而且形成過程相對復雜，因此應要求所有工程技術人員進行調查。在橋梁質量問題的成因中，橋梁裂縫引起橋梁質量問題的情況更為普遍。某些開裂會影響橋梁的穩(wěn)定性。裂縫的出現并不可怕，但是隨后的侵入會對橋梁的內部結構造成更嚴重的破壞，并隨著時間的推移威脅橋梁的整體結構[1]。如果這種威脅得不到控制和解決，時間的積累將對橋梁的質量和安全以及行人生命的安全造成嚴重的問題。這不僅影響建設單位的聲譽和經濟效益，而且會造成一定的社會影響。簡而言之，如果技術人員無法克服和管理橋梁裂縫問題，后果將非常嚴重，以至于技術人員了解橋梁裂縫的原因尤其重要。

一、橋梁裂縫的類型

橋梁裂縫的原因復雜多樣。每種類型的裂紋可能由一種原因引起，也可能由多種原因引起。后者在實際工程中更為常見。裂縫的類型可以大致分為主要由外部載荷引起的結構裂縫和由內部引起的非結構裂縫——這通常是由于結構承載力不足所致。由于載荷的緣故，結構裂縫可具體分為不合理的設計和結構。非結構性裂紋主要是由于基礎沉降不均勻引起的結構變形引起的。非結構性裂縫可分為溫度變化和混凝土收縮。

二、發(fā)生結構裂縫

（一）取決于負載

由載荷引起的結構裂縫是工程結構中非常普遍的情況。結構裂縫經常伴隨著結構承載力不足，對項目的整體績效產生重大影響?；炷翗蛄涸陟o載荷，外載荷和二次應力作用下的結構裂縫被稱為載荷裂縫，大致可分為直接應力裂縫和二次應力裂縫。直接應力裂紋是在外部載荷的影響下由結構的直接應力引起的裂紋。裂紋的原因主要如下：

結構設計階段：安全參考的結構系數太?。唤Y構計算僅基于個人經驗分析，沒有仔細的計算或僅部分計算；使用的計算模型不合理；力的假設與實際情況不相符。不正確的內力和配筋計算，過于模糊的藍圖無法清楚地說明需要呈現的施工條件；施工階段：機械，設備，材料的隨機性橋梁施工（例如堆放和施工現場）的應力特性不足工人自由運輸，提升和移交設備，不按照設計圖紙進行合理的施工，隨意改變施工順序。駕駛階段：超載車輛的長期駕駛，其他尖銳物體的撞擊，地震，大雪等。惡劣的自然環(huán)境，例如強風。

二次應力裂紋是由外部載荷作用下產生的二次應力引起的裂紋。原因如下：設計在外力作用下，結構的實際使用條件與常規(guī)計算有所不同，或者沒有考慮計算，因此結構構件內部產生的二次應力會導致構件破裂；在設置橋梁零件的直角或開孔時，很難用準確的數字模擬計算，因此在正常情況下，工程師會根據經驗安裝鋼筋。根據相關研究，挖空的物體會在它們周圍產生流動，從而在開口中引起很大的應力集中，如果進行適當的處理，很可能會在開口中發(fā)生這種旋轉和裂紋。

（二）由于不合理的設計而引起

在橋梁施工過程中，如果最初的設計不合理，則可能會發(fā)生結構性裂縫。即，設計中使用的結構形式是由載荷引起的部件破裂的問題。示例：對于非預應力現澆連續(xù)箱形梁，梁的上部容易出現帶有負彎矩的結構裂縫。結構的拉伸和剪切區(qū)域最容易開裂。在其他類型的受力區(qū)域中的損壞也意味著組件已達到承載能力極限，并且橫截面尺寸過小，即達到了設計不當組件的承載極限，導致組件破裂。

（三）由于施工質量不足而引起

施工質量不合格可分為兩種情況：不合格的建筑材料和不合理的施工技術?；炷潦菢蛄旱匿摽蚣?，主要以一定比例與砂、石、水泥、水和外加劑混合，因此，如果這些基礎材料不合格，則結構可能會破裂。其次，不合理施工技術的總體情況是：所構造的混凝土保護層太厚；配制混凝土時的攪拌和振動不均勻；混凝土的攪拌和運輸時間過長且水分蒸發(fā)過多；施工順序不合理。

三、發(fā)生非結構性裂縫

（一）由于溫度變化引起

由于混凝土的熱膨脹和收縮特性，當外部溫度變化時，橋梁的當前結構也會發(fā)生一定的體積變形。當這部分變形受到約束時，會產生恒定的結構應力。當抗壓強度小于約束產生的應力，從而導致組件損壞和熱裂紋。由于溫度變化引起的結構裂縫的原因如下：

當注入混凝土時，發(fā)生水化反應，結構的內部溫度升高，但是外部溫度沒有升高。由于波動太大，內部和外部的變形程度不同，造成結構破裂；如果冬季未采取溫度保護措施，內外部溫差將過大而會產生裂縫；此外還有當對混凝土鋼筋使用拉伸法進行工程材料改造時，鋼筋的預應力溫度過高，這種由于使用人為改造工程材料手段所產生的高溫導致的鋼筋混凝土過度變形而使結構破裂。

（二）由于混凝土的收縮引起

在橋梁結構的施工中，混凝土的收縮是引起構件裂縫的最常見因素之一。在混凝土的各種收縮中，收縮和塑性收縮是引起混凝土變形，隨后碳化的主要原因。這些收縮階段的類型也不同。塑性收縮和收縮分別在混凝土硬化和施工期間發(fā)生。在混凝土的硬化和水化反應中分別發(fā)生自發(fā)收縮和碳化收縮。澆筑的混凝土零件的蠕變效應會導致零件隨著時間的流逝而更多地破裂。選擇預測模型和管理預測精度對于工程師來說也是重要的任務，因此，如果混凝土收縮在選擇預測模型和管理預測精度的項目中容易破裂的話，則需要進行相應的特殊研究和討論。

（三）由于基礎沉降不均勻引起

如果橋墩的基礎由于不良的地質狀況而下陷不均勻，或者上下左右移動，則會在橋梁的各個部件上產生額外的應力。如果該區(qū)域的應力超過結構的最大承載能力，則組件將破裂[2]。在以下情況下，基礎沉降不均勻：對施工現場的地質條件了解不足。在不詳細檢查施工現場地質條件的情況下進行設計和施工，是導致基礎沉降不均勻的首要也是最重要的原因；基礎子結構的地質條件沒有很大差異，但是由于施加在橋梁混凝土上部結構上力的差異較大，因此，混凝土很容易因過大的載荷差異而損壞，并且很可能會發(fā)生裂縫；當橋梁在相對寒冷的地區(qū)建造時，地基會產生霜脹。地基凍脹發(fā)生后，當溫度升高到一定水平時，該地區(qū)的凍土受到破壞，發(fā)生融化，地質耐受性減弱，地基沉降程度也隨之變化。因此，當基礎發(fā)生凍脹或融化時，結構會破裂；如果基礎是在不同的時間建造的，則將產生新的荷載，因為新的橋梁結構是建立在原始基礎上的。由于新建的橋梁使基礎土壤固化，因此橋梁的基礎很可能會下沉；橋梁建成后，該地區(qū)的環(huán)境條件將發(fā)生變化。由于長期降雨侵蝕降低了基礎土壤的強度。結構的壓力使基礎變形，導致沉降并自發(fā)地使結構開裂。

結語:橋梁開裂是工程師在施工過程中遇到的最常見和最困難的問題。由于橋梁開裂與橋梁施工的研究、設計、施工和運行密切相關，因此有必要徹底調查和分析橋梁裂縫的成因，并及時預防和管理裂縫的發(fā)生。因此，工程師在研究，設計和施工過程中必須嚴格遵守相關規(guī)范。裂縫的出現是不可避免的，因此可以認真對待所有環(huán)節(jié)，至少可以減少裂縫的發(fā)生造成的傷害。