桥梁工程桥面裂缝原因分析及控制措施

桥梁工程桥面裂缝原因分析及控制措施

摘要：桥梁桥面裂缝不仅影响梁的受力性能，同时也会影响钢筋的锈蚀，进而影响箱梁的物理力学性能，从而影响桥梁的工作性能。所以必须从设计上采用科学的施工方法以及先进适用的建材料。也希望通过桥梁设计、施工能对设计规范、施工规范以及验收规范方面作一些合理的修订，延长桥梁的使用寿命。本文在这里对桥面裂缝的原因加以分析并提出有效的预防措施。

关键词：桥梁工程桥面裂缝原因分析控制措施

加大公路桥梁的使用寿命，是设计人员一直努力的方向。基于各种原因每座桥在使用过程中．桥面裂缝都普遍存在过早的出现铺装损伤这种现象，如果不能及时处理解决．长期下去一定要影响整个桥梁的使用寿命。

一、有关桥梁工程裂缝的类型及原因分析

1.表面龟裂，砼板面的表面裂缝主要是由砼混合料的早期过快失水于缩和碳化收缩引起的。砼混合料发生分层离析而形成表层泌永。其结果使砼表面含水量增加，当表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料之内，形成比凸面压力更大的凹面，同时固体颗粒间产生毛细管张力，当砼表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时，砼表面则发生裂缝。这种塑性裂缝的发生时间，大致与泌水消失时间相对应，在砼浇筑数小时，砼表面将出现细微的龟裂。

2.贯穿裂缝中横向裂缝，导致砼路面出现横向裂缝的原因较多，大致主要有以下几个方面：

（1）干缩裂缝当砼中的水在砼硬化过程中失水时，水泥浆体就会引起收缩。当这种收缩受到限制时，将产生收缩应力。处于限制状态下的砼结构，当砼本身的抗拉弹性应变以及徐变应变两者，与砼硬化干燥过程中的自由收缩率不相适应时，砼才会发生裂缝。其中砼的单位用水量越小，裂缝越小。但实际施工中，过小的单位用水量，无法满足施工要求。因而在实际施工中，通常以缩小侧限系数K为目的，即采用设置接缝的方法来缓和约束，以避免裂缝的产生。

（2）冷缩裂缝，和一般材料一样，水泥砼具有热胀冷缩功能，在水泥的水化过程中，放热速度初始较慢，25 min后增温，大约在水泥终凝后12 h的水化热温度达到80℃-90℃,使内部砼产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低、湿水养护而冷却收缩，致使砼内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力：当外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时，板块就会产生裂缝或横向断裂此外从最高温降温，由于受到基层或已有硬化砼的约束力，在温度下降时，不能自由收缩，也会产生裂缝，这种裂缝大多是贯穿路面的，因此应及时切缝，以避免裂缝的形成。

（3）纵向裂缝在路基和砼路面或桥台与路基连接段，如果填料土质不均匀，温度不均匀，膨胀土冻胀，压实不均匀，则很可能导致路基支承不均匀。在路基

稍有沉陷的情况下由于板块自重和行车压力的作用将产生纵向裂缝，且随着雨水的浸入和浸泡，裂缝将加大。

3.接缝碎裂，水泥砼路面板接缝两侧的剪切挤碎现象称为接缝碎裂。造成的原因是，由于胀缝的宽度随气温变化，当气温上升时缝中的填缝料被挤出，当气温下降时性能较差的填缝料不能恢复，使缝中形成空隙，侵入的泥沙、石屑等杂物，成为板块伸张时的障碍，并进而导致接缝处的破损。

4.板角裂缝，板角是砼路面板的薄弱部位，由于侧模的模壁效应，施工时难使砼振捣密实，板角密实度不够，强度相对较小，因而在受力上较为不利,在车轮荷载作用下，亦容易出现裂缝。

二、有关桥梁工程桥面裂缝的有效措施

1．裂缝成因

（1）铺装层施工不当，在桥面铺装前未将梁表面的松散砂石粒、泥污等物清洗干净，没有在梁表面凿毛，这些都大大降低了铺装层与梁面之间的粘聚力，破坏了混凝土的整体性，通车后车轮的剧烈冲击和荷载的作用容易使桥面出现裂缝；在桥面铺装层施工中，因不当操作造成梁表面高出设计标高，或由于调整桥面纵横坡等原因，造成了桥面铺装层厚度局部过薄，削弱了其刚度和承载能力，或由于绑扎和浇注混凝土时，受到施工人员、运输机械等的不当压力，导致紧贴梁面的钢筋网走位，削弱其分布筋作用承受荷载的能力，尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，容易因此导致桥面裂缝的生成。

（2）施工缝处理不当公路桥梁桥面施工时，应尽量减少施工缝，每次作业的浇注长度应以施工缝设在墩台顶位置来确定，当桥面不宽时，以桥面整体一次性浇注为宜，桥面宽度较大的，可以划分分割带，但施工时缝的处理不当如不按规范凿毛等，将会使施工缝直接成为影响桥面平整的裂缝，同时在浇注混凝土过程中，出现间歇时间过长，或未按规定设置施工缝，这些都将严重影响混凝土的连续性和整体性。

2．采取的预防措施

（1）设计上需要注意的，由于桥面越来越宽，而且桥梁结构受力状态复杂，所以在设计上要对箱体进行整体受力分析和刚度变化分析。对靠近支座一定范围内的箱体进行抗弯、抗扭叠加分析与验算，适当增加构造钢筋，还需要进行桥面横向不对称荷载对箱体产生不利影响的受力分析。当然尽可能从不同角度对应力状态进行研究后复核，通过进行试验来证实设计是正确的后方可进行施工。另外箱筋的设计应尽量做到制作和安装方便，这样才能保证施工质量。使桥梁实际受力与设计相符合，通过对多座桥梁成功经验与教训的总结。认为形成比较切合实际受力状态的假设理论，是保证桥梁使用寿命的先决条件。

（2）施工时需要注意的，桥梁结构质量好坏，最终要看其施工质量。所以

现场施工管理水平铺装层裂缝的重要手段及铺装层裂缝的重要手段，首先在施工过程中要把好材料质量这一关。除按操作规程施工外．要认真做好钢船骨架的制作与安装，保证骨架就位的几何尺寸符合设计要求。根据构件的不同要求，设计相应的配合比，不同的配合比采取不同的施工程序，从而保证混凝土质量及强度的均匀性和耐久性。桥面铺装层施工质量要好，桥面铺装层施工的关键是控制水灰比与含砂率。在安装钢船网时，可利用短钢筋头支撑钢船网，以防钢筋网被踩压到底层。另外，使用泵送混凝土浇注铺装层可减少施工车辆和施工人员的现场干扰，保证钢筋网的有效位置。要认真验算支架的稳定性，并采取相应的措施防止支架下沉和变形。严格按照设计要求的拆架程序，认真做好整个拆架过程中的每一步工作，防止拆架产生过大的瞬时荷载，引起不应有的施工裂缝。为减少控制桥面裂缝的发生，要认真抓好每一工序的施工质量。根据实际情况，确定合理的工期，在已定工期的前提下安排好施工程序，从而保证结构的质量和使用安全。

三、有关注意对桥面一些薄弱部位的加强

1．加强预制架设的板梁与铺装层的联系，梁与铺装层砼浇时间不同砼龄期不同，为了保证它们联结成一整体，最好是将梁内钢筋伸到铺装层，或在施工中设置竖锚筋。这种设置使梁与铺装砼联结成一整体，受力状况有了根本改观，对防止开裂有较显著作用。

2．加强板梁之间纵缝的联系，对于预制梁简支空心板梁，板与板之间由于为铰结构，桥面极易发生开裂。因此，对该位置应予以加强。对于桥面砼一次铺装，可在预制梁时在粱侧预留钢筋。如果是两次铺装，可在板上整体现浇层内设有φ12钢筋，起到加强各板块连接成整体的作用。

希望通过桥梁设计，施工经验的总结，能对设计规范、施工规范以及验收规范方面作一些合理的修订，延长桥梁的使用寿命。我们在施工中应对桥面裂缝引起足够重视，科学施工，使其成为体现我们施工能力的一面镜子和旗帜，同时，使桥面铺装达到经久耐用的目的。

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