桥面裂缝桥梁工程论文范文

桥面裂缝桥梁工程论文范文第1篇

1.1 桥面铺装完成后桥面耗损

桥面铺装完之后, 会出现很多问题, 比如桥面损耗问题, 或者桥面出现损坏问题。当桥面完工之后, 对于桥面如果没有采取, 有效的措施进行保养, 就会导致大大提高了出现裂缝的几率。之所以出现裂缝几率的增大, 主要是因为以下三个原因, 温度裂缝干缩裂缝以及横向裂缝, 是主要的三大分类原因。当施工完成以后, 桥梁正式使用, 就会发现桥面已经承受不住压力, 所以就会出现提升挠度的问题。其次, 桥面铺装层之所以会出现裂缝问题, 还会因为不断变化的温度以及季节气候的影响, 常常会导致水泥沥青混凝土的铺装层的使用寿命缩短, 其实个个铺装层都有抗压期限, 如果桥面沥青铺装层超过了期限, 就会导致裂缝的出现。

1.2 桥面水层

之所以设置了排水, 不仅可以对桥面的水进行排出, 而且已经渗入到沥青面层内部结构的水也可以进行排出, 由于在比较冷的冬天, 经常会出现结冰, 现象, 已经混凝土的铺装层就经常出现问题, 正是因为不断行驶的车辆, 常常会导致沥青不断脱落, 结果导致裂缝出现。

1.3 材料质量引起桥梁沥青铺装层出现裂缝

之所以在桥梁沥青铺装层施工时, 经常会出现裂缝, 主要是选用的施工材料有所影响。由于在施工的整个过程中对于水泥混凝土层, 没有进行严格的标高, 所以导致不够光滑, 甚至不平整, 所以防水粘结层就会不断地进行堆积, 导致出现不均匀的沥青层厚度, 而且也发生离析现象非常严重, 正是因为沥青层厚度不均匀, 所以也没有非常有效的措施, 对最大的公称粒径和沥青层的厚度进行相应的匹配, 在整个碾压的过程中, 难以确保压实程度。所以经常可以看到一些混凝土的表面经常会出现积水, 导致当天气变热时, 积水就会变成水汽, 混凝土以及沥青层之间出现脱空。

1.4 施工导致桥梁沥青铺装层出现裂缝

如果要是从施工层面角度分析, 至于为什么会出现那么多的裂缝, 主要是因为并没有按照相关的技术标准要求, 确保整个沥青的质量。施工的整个过程中也没有根据具体的自然天气气候进行关注, 所以就会导致温度收缩以及温度疲劳出现。沥青混凝土的抗拉强度相比, 应力已经远远的超过, 所以就会出现横向裂缝。对于施工裂缝的处理过程中, 也没有及时的采取合理的方法, 导致接缝不严密, 甚至出现结合不良的问题。而且也没有跟着相关具体的要求对韩栋以及桥梁结构进行回填, 因为没有具体的进行施工处理, 所以就会有不均匀的沉降出现, 这也是横向裂缝出现的原因。

2 沥青混凝土桥面铺装的功能要求

2.1 良好的抗裂性和适应变形的能力

因为过往车辆的行驶, 会导致铺装层产生很大的拉应力, 所以铺装层就会因为疲劳出现开裂, 一些桥墩处可能会因为负弯距而引起了桥面开裂, 所以铺装层就会出现裂缝, 大跨度的结构来说, 会有较大的变形。对此进行桥面铺装, 可以适应变形, 而且柔韧度极好, 可以有效的防止早期疲劳开裂, 以及在温度降低时, 所产生的收缩开裂的发生。

2.2 良好的抗老化的防水性

铺装层结构, 会影响整体的耐久性, 所以一定要确保具有良好的抗老化性能。才不会腐蚀预应力钢筋, 对于整个混凝土桥梁起到保护作用, 桥梁的使用功能得以体现。所以所使用的铺装层混合类一定要抗水, 一定要具有很高的密实性, 才能实现整个防水体系的建立。

3 裂缝病害的处理措施

3.1 施工程序与方法

桥梁的施工材料是整个施工中最为基础的保障之一。如果采用不合格的材料使用, 当铺装桥梁桥面时很有可能会发生裂缝。而且在整个施工建设中, 会提出对混凝土施工环境的严格要求, 施工的季节会对温度有所要求。所以桥梁在进行施工时, 一定要注重混凝土的施工, 要求, 桥梁, 整个施工进度应该根据天气情况或者施工现场的地质条件, 结合运输混凝土的方法, 尽可能的不受季节的影响, 不会因为施工环境而导致桥梁施工受到影响, 从而才能提高沥青铺装层施工效率, 将施工质量得以保障, 铺装层的寿命得以延长, 那么可能发生裂缝的概率就会得到降低。

3.2 对铺装层进行加固

(1) 剪力筋。对于桥梁来说, 当进行沥青混凝土铺装过程时, 因为可能发生脱层问题, 所以可以使用这种方法进行解决, 通过设置剪力筋, 就可以对水泥混凝土以及整个铺装层来说, 进行增强, 实现了桥梁稳定性的整体提高。

(2) 对于桥面, 个个铺装层之间, 为了紧密结合, 可以加入勃合剂, 就可以让它们之间的关系, 更为紧密, 不仅桥梁桥面得到提高, 而且桥面整体结构的整体性得到提升。

3.3 优化施工设计方案

应该根据实际情况对施工方案进行设计, 最为重要的工作就是计算建造结构, 计算沥青铺装层抗压能力, 根据具体的施工条件, 才能实现施工方案设计合理的目的。在整个设计的过程中, 应该确保可行性, 才能给后续的施工确定良好的基础。

3.4 加强对铺装层面的后期保养

由于施工中经常会出现很多的裂缝问题, 所以就需要采取合理的保养措施。对于桥梁自身而言, 因为承担了过重的压力, 所以在进行铺装过程中, 因为压力增大, 而出现了裂缝。所以就会影响正常使用, 在整个养护的过程中, 应该不定期的进行, 如果已经出现问题, 就应该及时的进行解决, 以此可避免问题扩大化, 进一步的实现桥梁使用寿命的延长, 可以对裂缝出现几率进行降低。

总之, 应该不断的研究桥面铺装, 整个设计工作中注重相关参数, 以及合理指标的使用, 无论是理论分析还是相关试验, 都可以对所出现的问题进行解决, 尽可能的通过对技术的改善, 以及新材料的使用, 江苏出现的危害降到最低, 提高桥梁的耐久性。

摘要：我国高速公路发展迅速, 所以就会使用很多的桥面材料, 其中就包括沥青铺装层的使用, 可以显著的对桥面铺装层质量进行提高。桥梁沥青铺装层经常会出现裂缝问题, 可能会因为自然环境的影响, 铺装的结构以及材料的使用导致裂缝程度严重。所以更应该在实际的施工过程中注重桥面沥青铺装层的使用。基于此本文将对沥青铺装层裂缝病害进行分析以及提出针对性的处理措施。

关键词：桥面,沥青铺装层,裂缝,处理措施

参考文献

[1] 姜泽先.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用分析[J].山东工业技术, 2015 (24) :100-101.

桥面裂缝桥梁工程论文范文第2篇

桥面铺装层直接受路面上各种车辆的载荷, 梁的变形和环境因素的影响。它的主要功能是防止车道板面被车轮或履带磨损, 避免桥梁的主体结构受冲击和雨水渗入的作用, 并分散轮胎的集中载荷, 因此桥梁路面必须具有足够的强度和足够的抗裂性, 耐冲击性和耐磨性等特点。在桥梁施工过程中, 桥梁混凝土路面是整体工程的最后一环也是非常重要的一环。裂缝是桥面施工中最常见的病害之一, 裂缝会降低混凝土强度并导致水渗入到桥梁结构中, 从而降低混凝土的耐久性甚至破坏混凝土结构。

1 工程概况

爱罗河大桥桥梁K120+230为中心桩号, K120+076.8为该桥梁的起点桩号, 而桩号为K120+383.2是终点桩号, 该桥梁的总共长为306.4m。桥梁分为三组, 跨度由330+430+330组成, 上部结构为预制预应力混凝土连续箱梁, 在下部结构中的桥墩主要采用桩柱式桥墩, 桥台采用肋式台、座板式台, 全桥基桩均采用钻 (挖) 孔灌注桩来进行建设。在桥的顶部, 使用标准跨径, 即径向布梁, 路线设计线处跨径, 通过调整预制梁的长度来适应行进曲线, 安装就位的主梁现浇连续段长度是不变的, 梁长的变化要根据预制箱梁中段来调整。桥面铺装采用10公分厚度的沥青混凝土, 箱梁采用混凝土浇筑, 其混凝土强度等级为C50。桥面的防水范围必须在桥梁整个桥面的范围内, 防水材料的指标必须符合剪切强度、粘结强度、抗渗性及耐热性等要求。

2 桥面铺装层产生裂缝的原因分析

2.1、设计理论影响

设计对桥面铺装的影响。在国家现行标准和规范中, 对于桥面铺装的理论分析比较少, 只是给出了相关的推荐值, 而没有给出具体的相关计算, 所以在实际工程建设过程中, 一般不会对铺装层的设计进行详细的计算和分析, 仅从磨耗层和保护层的角度考虑其厚度值, 并从国家规范中选取。而在实际的使用过程中, 铺装层受到的荷载是比较复杂的, 铺装层的材料的受力变化不能完全适应桥面铺装层的受力变化, 由于程度不同的受力变化会导致铺装层产生裂缝, 进而发展成其他各种病害。

2.2、设计厚度的影响

铺装的厚度与实际需要不符。桥梁建设过程中, 桥面铺装层的厚度都是根据国家设计标准的推荐值来进行设计。为了减轻桥面板自重, 大多数桥面在施工过程中, 铺装层的厚度都控制在8厘米以下。随着我国交通事业的不断发展, 超载、车流量增加、车辆自身改装以及加重轴载等问题日益凸显, 国家规定的车辆设计荷载已不能满足道路运营过程中的实际要求, 因厚度导致的刚度及承载力问题会引发桥面铺装层出现各种各样的病害。

2.3、材料的影响

首先原材料质量的差异性较大, 原材料的来源不同会导致材料性能指标之间差别很大, 同时由于材料在料场的分类存储管理不善, 混料后导致实际级配与设计级配偏离, 进而引发级配离析现象, 铺装层摊铺后就会出现裂缝问题;其次, 拌和过程管控不严, 如没有及时调控输送带运料, 没有按级配要求配置热料筛网, 生产级配与设计级配差异性大, 前后出厂混合料级配偏离较多, 进而使沥青混合料在摊铺过程中出现粗细集料离析, 在集料集中的部位会有开裂的风险, 但是在施工过程中很难发现这类问题, 给桥面铺装层在使用过程中带来了很大的安全隐患。

2.4、防水层的影响

目前在桥面铺装中广泛使用防水层, 由于柔性防水层的强度与桥面板和铺装层的强度有差异, 桥面防水层的存在使上部结构受力体系发生变化, 处于防水层上的沥青铺装层一经开裂, 在车轮的动力荷载作用下, 彼此间的缝隙越来越大, 直到松散脱落。另外随着交通量的增加, 出现了一些新问题, 如面层的早期破损、开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。

2.5、层间粘结度的影响

桥面板与防水粘结层的层间粘结度直接受桥面板质量的影响, 其粗糙程度不同则层间粘结强度不同。在桥面板混凝土浇筑过程中, 振捣不到位会导致混凝土产生离析现象, 即粗集料下沉的同时表面形成一层水泥含量较多的浮浆层, 浮浆层不仅影响桥面板的施工强度, 还会产生较大的收缩性, 进而导致桥面板出现裂缝, 最终影响桥梁工程的整体质量。

2.6、铺装层厚度不均匀的影响

在桥面施工过程中, 在铺装层处常常会出现铺设不均匀的情况, 主要原因在于无法准确预测上部结构施工中支架沉降和预应力的反拱作用, 也可能是在施工过程中无法严格按照设计要求和标准进行施工, 导致主梁顶面的标高在施工后与设计值存在一定的差异, 如果对此问题没有正确的处治, 就会出现铺装层铺设不均匀的情况。桥面在使用过程中, 当上部荷载受力不均匀时, 同时处于温度较高的环境中, 在桥面铺装层的薄弱部分就会出现不同程度的裂缝, 从而导致桥面出现坑槽, 不平整等现象。

3 沥青混凝土桥面铺装层裂缝的防治措施

桥梁路面在使用的过程中, 沥青混凝土铺装层出现裂缝的根源是施工过程中技术不成熟, 同时在建设过程和细节处理上存在问题。因此要想避免桥面出现裂缝, 就必须对工程设计, 材料, 施工等方面进行考虑, 这也是防治沥青混凝土铺装层出现裂缝的主要环节。

3.1、设计合理铺装层厚度

在桥梁建设过程中, 考虑到在实际使用中桥梁使用受力情况比较复杂, 另外施工过程对施工工艺要求比较高, 因此要从桥梁全生命周期进行分析和研究, 才可能有效防止路面层出现裂缝。特别是在桥梁设计阶段, 应注意桥面铺装层的设计, 并根据桥面的实际受力情况选择适当的铺装层厚度, 同时在桥面施工过程中, 既要确保铺装层的刚性和承载能力, 还要保证铺装层的厚度符合实际受力要求。

3.2、加强材料管控

应该严格选择原材料, 并且在配比设计的过程中, 每种材料都必须经过严格的验证, 以确保材料合格后才能使用在工程建设中。要想保证沥青桥面的质量, 首先保证沥青材料的质量符合相关的标准。当沥青混凝土在拌和时, 混合料的比例必须符合试验标准, 并且应保证混合料的均匀性。生产过程必须由专业人员进行检查和监督, 专业人员应及时对混合料进行取样检测, 如果在检测过程中发现问题需要及时处理, 同时保证取样具有代表性。

3.3、防水层施工控制

防水层除防水功能外, 还具有增加沥青层与水泥混凝土之间粘结的功能, 防水层的种类很多, 所以在施工中要根据使用的实际情况选择合适的防水层材料。一般来说, 在公路桥梁受荷载比较大的交通路段上, 防水层最好采用改性沥青聚合物。防水层在施工的过程中应防止车辆的碾压, 防水层施工与沥青混凝土铺装层摊铺之间的时间间隔应不超过15天。

3.4、提高层间粘结

在桥面沥青混凝土施工技术的应用过程中需要重点控制粘结度, 保证沥青混凝土的粘合质量符合设计要求, 并达到延长沥青混凝土桥梁使用寿命的目标, 防止沥青混凝土桥面出现裂缝问题。在施工过程中必须按照设计标准做好关键要素的控制, 包括材料技术性能、结构部件施工方法和施工方式, 保证沥青铺装层与其他结构部件的粘结强度, 从整体上提高桥面稳定性和疲劳强度。通过对温度, 压力和时间等因素进行控制, 提高沥青混凝土桥面层与层之间的粘结平衡状态, 防止层与层之间的滑动和变形, 从而阻止沥青混凝土桥面裂缝的形成。

3.5、铺装层厚度均匀性控制

本工程桥梁建设使用的是多向变位伸缩缝装置, 必须严格控制安装精度, 同时做好与桥面铺装层连接部位的平整度。在铺设路面之前, 梁的表面必须充分凿毛并且要清理干净, 彻底清除影响桥面粘结力的杂质。在铺装的过程中必须保证厚度的均匀性, 并保证每个部分与沥青混凝土都充分贴合。观察摊铺机的运行状况和性能, 如果发现冷热不合适时, 需要继续进行调试, 确保混凝土在摊铺过程中处于正常状态, 没有发生离析状况再进行沥青混凝土摊铺工作。

3.6、沥青混凝土的碾压质量控制

沥青混凝土在碾压的过程中, 要保证温度在合适的要求和标准下进行, 并且要保证碾压机的类型和碾压的次数符合相关的标准和要求。在沥青混凝土桥梁路面施工过程中, 如果对横向接缝的部位处理不当, 可能会出现裂缝或跳车的问题。因此, 在横向接缝的施工中应采取横向碾压的方式, 直到横向碾压符合要求, 然后再进行纵向碾压, 以避免由于碾压问题而造成桥面裂缝的出现。桥面的沥青混凝土碾压完成, 温度降至与周围地表温度一致时, 方可进行使用。

摘要：本文主要结合工程实际案例, 分析了桥梁施工过程中桥面铺装层产生裂缝的原因, 并对施工过程中产生裂缝的原因提出了针对性的预防措施, 希望对我国的道路桥梁建设发展有所帮助。

关键词：桥面铺装层,裂缝,原因,措施

参考文献

[1] 汪永华.沥青混凝土桥面铺装层裂缝产生原因及其防治[J].黑龙江科学, 2018, 9 (09) :98-99.

[2] 时贞祥, 罗佳男.桥面铺装混凝土表面裂缝控制措施[J].水利水电施工, 2017 (06) :90-92.

桥面裂缝桥梁工程论文范文第3篇

摘 要本文根据笔者多年工作实践经验，对混凝土桥梁裂缝的主要原因进行分析，并提出了解决裂缝的办法和意见。

关键词混凝土桥梁；裂缝原因；控制措施

1对混凝土桥梁裂缝产生的原因浅析

1.1荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝，可分为直接应力裂缝和次应力裂缝两种。

1）直接应力裂缝是指由外荷载引起的直接应力而产生的裂缝。产生的原因有：①设计阶段：计算模型不合理；结构受力假设与实际情况不吻合；结构安全系数不够；结构刚度不足；构造处理不当：荷载少算或漏算；设计断面不足；内力与配筋计算错误；钢筋设置偏少或布置错误；结构设计没有考虑施工的可能性；设计图纸交代不清等。②施工阶段：不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制构件的结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工；擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模型；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。③使用阶段：超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触和撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

2）次应力裂缝是指由外荷载引起的次应力而产生的裂缝。产生的原因有：①在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算考虑不周，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。②桥梁结构中经常需要开槽、凿洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图形进行模拟受力计算，通常都根据经验布置受力钢筋，而大量研究表明，受力构件挖孔之后，力流将会产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。例如在大跨径的预应力连续梁中，经常会发生由于跨内截面内力的需要而截断钢束，设置锚头的现象，以致在锚固断面附近产生裂缝诱因，若处理不当，在这些结构的转角处或者构件形状突变处、受力钢筋的截断处容易出现裂缝。

在实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的常见原因。

1.2温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形。如变形受到约束，则在结构内会有应力产生，一旦应力超过混凝土的抗拉强度就会产生温度裂缝，在一些大跨径的钢筋混凝土桥梁中，温度应力甚至可以超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会随着温度的变化而变化（扩大或缩小）。引起温度变化的主要因素有：

1）年温差。一年四季温度不断变化，由于变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生，该情况一般可通过桥面伸缩缝、支座或者设置柔性墩等构造措施来缓冲，只有当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。我国的年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度，考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算为混凝土的弹性模量应当考虑一定的折减系数。

2）日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度会大大高于其它部位，导致温度梯度呈明显的非线形分布，由于受到自身约束力的作用，导致局部的拉应力较大，出现裂缝。

3）突然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可以导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降，而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度，由此造成应力变化而出现裂缝。

1.3收缩引起的裂缝

在大量的桥梁工程施工过程中，混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。

1）塑性收缩。混凝土浇筑施工后的4～5h左右，此时水泥的水化反应开始剧烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，混凝土发生失水收缩，同时骨料因自重下沉，此时由于混凝土尚未硬化，故称为塑性收缩。塑性收缩产生的量级一般很大，可达l％左右，若骨料在下沉过程中受到钢筋的阻挡，便可形成沿钢筋方向的裂缝。在构件的竖向变截面处如T梁、箱梁的腹板与项板、底板的交接处，因硬化前沉实的不均匀多会产生表面的顺腹板方向的裂缝。

2）缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分的不断蒸发，湿度逐步降低，导致混凝土的体积减小，称为缩水收缩（干缩）。由于混凝土表层的水分损失快，而内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，即会产生收缩裂缝。混凝土硬化以后的收缩主要就是缩水收缩。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属于表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，没有任何规律。

1.4钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土的质量较差或保护层的厚度不够，导致空气中的二氧化碳侵蚀到混凝土构件内的钢筋表面，使钢筋周围的混凝土碱度降低，或者由于氯化物的介入，使钢筋周围的氯离子含量增大，引起钢筋表面的氧化膜发生破坏，使钢筋中的铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁的体积比原状体积增加2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，同时会沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗透到混凝土表面。由于锈蚀的原因，使得钢筋的有效截面面积缩小，钢筋与混凝土的包裹力削弱，造成结构承载力下降，诱发其它形式的裂缝产生，严重的还会导致结构破坏。

1.5施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、石骨料、拌和水和外加剂组成。配置混凝土用的材料如果质量不合格，亦会导致结构产生裂缝。

1.6施工工艺质量引起的裂缝

在桥梁混凝土的结构浇筑、预制构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中，如果施工工艺不合理、施工质量低劣，易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平、浅表、深进和贯穿等各种形式的裂缝，特别是细长的薄壁结构更易出现。

2保证混凝土质量及控制裂缝的措施

2.1混凝土施工的质量保证措施

1）选择合适的水泥和严格控制好水泥用量。优先采用525R，425R普通水泥等高标号水泥，减少水泥用量；选用低热水泥，减少水化热，并尽量选用后期强度大的水泥，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R水泥用量控制在450kg/m3，525R水泥用量控制在360kg/m3以内，降低混凝土自身产生的拉应力。

2）严格控制骨料级配和含泥量。选用10～40mm的连续级配碎石，细度模数为2.80～3.00的中砂，砂、石的含泥量控制在1％以内，不得混和有机质等杂物，杜绝使用海砂。

3）选择适当的外加剂和合适的配合比。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，可以根据设计要求，在混凝土中掺加一定用量的外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等。

4）增加适当的预埋件。在混凝土易开裂部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接的控制混凝土，保证混凝土不产生裂缝；在基础面筋上可加设铁丝网或小直径的钢筋网，用于提高混凝土的表面抗裂性。

5）改进施工技术，加强技术管理。例如在施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护，同时加强初凝前的抹压，可以消除初期裂缝，并可提高混凝土的抗拉强度；在施工前应加强原材料的检验、试验工作，施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人，加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝，在实施的过程中，必须严格根据施工方案落实到位。

2.2混凝土施工的温度控制措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度应力的措施有以下几种：①拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。②夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。③在混凝土中埋设水管，通入冷水进行内部降温。④严格控制混凝土的入模温度。桥梁的大体积混凝土浇筑最宜选在春秋节施工，如果必须在夏季施工应采取有效措施降低入模温度，同时浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。⑤控制好拆模时间，气温骤降时进行表面保温，避免混凝土表面产生急剧的温度梯度。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑的混凝土如早期拆模，在表面会引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象，与水化热应力迭加后再加上混凝土的干缩，表面的拉应力会达到很大的数值，有导致裂缝产生的危险。

2.3加强混凝土的早期养护

大量实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的，寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝，因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：①防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度。②防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。③防止老混凝土面的过冷，以减少新老混凝土问的约束。从保温的角度，就牵涉到混凝土的早期养护问题。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

2.4特殊过程控制实施后的体会

在工程实体质量形成中，特殊过程有可能只是众多环节中的一个或者容易疏漏的一个，但它对工程实体质量的影响是重要的。可见，重视特殊过程的质量控制是积极的质量控制。在实践中，过程的系统控制方法是特殊过程质量控制有效的、经济的、可操作的方法；将复杂技术层面上的或难以或无法实施的、或不经济的过程结果的符合性验证，调整为过程影响环节和影响因素的质量控制，有利于监理工程师主动实施特殊过程质量控制。

桥面裂缝桥梁工程论文范文第4篇

近年来, 桥梁施工技术发展比较快, 其理论技术水平不断提高, 但在项目实际施工中, 项目质量外部影响因素多, 使得很多桥梁项目出现严重的裂缝, 引发严重交通事故。此种情况下, 为了预防桥梁施工中发生裂缝, 技术人员深入研究裂缝成因与影响因素, 以此采取有效措施防控裂缝, 这对桥梁项目施工质量的提高有非常重要的意义。

1、桥梁项目施工裂缝成因分析

1.1 负荷超重裂缝

桥梁项目施工中, 所用的大型机械设备比较多, 因此施工人员对机械设备摆放位置安排不合理, 就会引起施工项目负荷超重, 从而导致施工区域因超重出现裂缝。另外, 施工人员并未严格依照施工图纸开展施工, 使得桥梁项目结构应力差, 外力较大情况下, 会因负荷太高引起桥梁项目出现裂缝。从根本上来讲, 主要是因施工企业对桥梁施工负荷情况考虑不周到, 也没有严格依照施工要求与设计开展施工, 甚至有的施工单位为了追求最大化利益, 不重视施工质量。

1.2 温差引起的裂缝

桥梁项目建设中, 所用施工材料以混凝土材料为主, 其温度差异引起结构变形, 从而引起桥面出现裂缝, 如果补救不及时, 那么桥梁项目后期使用中, 裂缝会逐渐变大, 对项目使用寿命带来了严重的影响。桥梁项目施工中, 外界环境因素是无法抵抗与干预的, 如果项目施工遭遇极端恶劣天气, 混凝土材料就会因温差太大, 出现热胀冷缩, 内外部温差存在的差异性就会引起路面出现裂缝。另外, 桥梁项目施工过程, 属于露天施工作业, 天气晴朗时, 太阳光照也会影响桥梁结构, 尤其是夏季温度较高时, 暴露光照时间长, 使得桥梁项目整体受热不均, 加快了桥梁项目出现裂缝的速度。

1.3 收缩裂缝

桥梁项目建设中, 收缩裂缝主要表现为:塑性与缩水两种形式的收缩。其中, 塑性收缩主要是指桥梁项目施工混凝土浇筑5h后, 因其内部发生反应与融合, 使得混凝土材料水分流失严重, 形成塑性裂缝, 但这类裂缝出现几率非常小。桥梁项目建设如果真遇到此类塑性收缩裂缝, 就会引起桥梁路面发生变形, 对钢筋内部走向带来严重的影响, 从而形成桥梁质量问题。缩水收缩, 主要指桥梁项目施工中, 已完成混凝土浇筑的路段, 水分蒸发严重, 使得路段含水量降低, 导致路基表面与内部结构条件反差比较大, 内外部受力不均匀, 由此形成极限拉伸裂缝。一般, 此类裂缝位置位于混凝土表面, 且缝隙与深度比较小, 以龟裂状态呈现出来。

1.4 人为因素裂缝

桥梁项目施工中, 人为因素对桥梁了项目裂缝造成的影响主要体现为: (1) 混凝土振捣次数; (2) 混凝土前期养护工作; (3) 施工速度。实际施工中, 混凝土振捣工作非常重要, 振捣次数对混凝土密实度影响比较大。振捣次数太少, 混凝土就会出现空洞及蜂窝等问题。钢筋遇水后遭受腐蚀, 使得混凝土内部出现荷载裂缝。混凝土材料运输及搅拌等过程中, 用时较长, 导致混凝土材料离析, 引起裂缝。如果前期混凝土材料受冻, 其表面就会出现裂缝, 此种情况下, 对混凝土材料做好保温养护显得尤为重要。但必须要注意, 保温层太厚, 也会造成混凝土材料与受力钢筋间出现垂直裂缝。另外, 混凝土施工速度态度, 使得流动性下降, 直接影响到其密实性, 最终引发裂缝。

2、桥梁施工裂缝防控措施

2.1 加强项目施工管理

桥梁项目施工中, 施工裂缝影响因素有很多, 因此实际施工中, 要从不同角度考虑, 做好裂缝预防, 特别是要重视一些细节问题。施工单位要不断提升施工人员专业技能与综合素养, 严格依照施工工序, 合理设计施工工艺方案与图纸, 增强施工工艺的准确性, 在此基础上, 降低施工裂缝发生几率。

2.2 严格管控混凝土质量

桥梁项目建设中, 为了实现后期使用标准效果, 项目施工前, 要对混凝土施工材料做好严格把控, 确保项目质量符合标准规定。因此, 施工企业必须要掌握各类混凝土材料性能与构成成分, 选用品质好的水泥材料, 预防项目竣工后, 混凝土材料出现问题引起桥梁项目质量不达标。另外, 混凝土材料搅拌时, 技术人员还要对其配比与塌落度做好管控, 通常, 塌落度要控制在80-100mm范围内。

2.3 提高项目施工质量, 做好后期养护

项目竣工后, 施工人员必须要重视后期养护工作。桥梁项目使用一段时间后, 受各类因素影响, 出现程度不同的裂缝。所以, 桥梁项目后期养护工作是十分必要的。特别是对其加强温度与湿度控制, 以此降低外界环境因素影响造成的裂缝问题几率。例如, 桥梁温度太高时, 施工人员可为桥梁表面洒水, 实现降温, 以防发生裂缝。

2.4 科学设计荷载力, 对施工原材料加强管控

桥梁项目施工中, 设计人员要严格依照项目实际施工工艺, 对项目荷载力进行科学设计, 桥梁混凝土内部钢筋布局规划要合理。荷载损失计算过程中, 还要注意计算开孔荷载力, 确保桥梁项目荷载力满足项目设计标准。项目施工中, 施工人员要科学操作并放置施工设备, 以防外力影响导致桥梁承载力变大。同时, 在桥梁项目施工中, 还要对施工原材料质量做好严格管控, 如果管理不规范, 就会引起桥梁项目出现裂缝。因此, 桥梁项目施工中, 相关人员必须要增强原材料质量管理意识。

2.5 合理控制温差, 消除裂缝隐患

桥梁项目施工中, 温差太大, 也是引起混凝土裂缝的重要因素, 所以, 施工人员要结合项目实际情况, 合理选用措施控制温度。例如, 选用发热量小的混凝土材料, 降低混凝土白热化引起的内外温差, 尽可能降低混凝土裂缝问题发生几率。同时, 高温夏季施工过程中, 要采取一定的降温措施, 对混凝土材料做好降温处理, 降低水分蒸发, 提高混凝土施工质量。

结束语

综上所述, 在国民经济发展中, 桥梁质量对交通运输与经济发展具有重要的影响, 采用混凝土材料建设路桥项目, 裂缝问题是无法避免的, 但必须要采取有效措施分析裂缝成因, 降低裂缝出现几率, 以此提升路桥施工质量, 推动社会经济稳定发展。

摘要：随着国民经济的快速发展, 桥梁项目作用日益突出, 项目建设规模不断扩大, 但随之也出现一些问题, 其中施工裂缝问题已成为影响桥梁项目发展的重要问题之一。基于此, 本文在论述桥梁项目施工裂缝成因基础上, 提出了几点裂缝防控措施, 希望对我国桥梁项目施工质量的提高有帮助。

关键词：桥梁施工,裂缝成因,控制策略

参考文献

[1] 李文国, 张志鹏.桥梁施工裂缝成因及防控措施探究[J].建材与装饰, 2018 (05) :275.

[2] 杜玉华.桥梁施工裂缝成因分析及防控措施探究[J].黑龙江科学, 2017, 8 (13) :7-8.

桥面裂缝桥梁工程论文范文第5篇

1 施工范围

聚脲防水层施工主要包括桥梁混凝土桥面防护墙以内的施工部分, 其中底座板区域喷涂聚脲弹性防水涂料厚度不小于2mm;其余部位喷涂聚脲弹性防水涂料厚度不小于1.8mm, 脂肪族聚氨酯面层厚度不小于0.2mm。此外, 防护墙、侧向挡块、桥面泄水孔等部位需做特殊处理。

2 施工工艺

2.1 工艺流程图

如图1所示。

2.2 基层处理

2.2.1 基层条件

混凝土桥面质量应满足《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》或设计要求。桥面基层平整度和强度符合设计要求, 防护墙根部以内的桥面清洁、干燥, 不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮碴、浮土、脱模剂和油污。

2.2.2 基层处理

桥面混凝土基层处理采用抛丸机进行, 设备具备同步清除浮浆、吸尘、带有驱动行走系统和自循环回收的功能。

桥面抛丸须选择合适的喷丸关键参数, 包括抛丸料规格、丸料流量、设备行走速度。参数确定后, 按“S”型走行顺序清理桥面基层。抛丸后的表面粗糙度达到SP3-SP4等级。处理完的混凝土基材不得有浮灰。

对于抛丸机不易施工的区域, 特别是防护墙根部、侧向挡块等部位的混凝土表面, 使用角磨机清理, 应注意不得产生打磨沟痕。

2.3 底涂施工

在底涂施工前对混凝土表面进行处理, 去除混凝土基层表面浮浆, 松散颗粒, 油污以及其他污染物, 应保持混凝土表面清洁, 干燥。

底涂采用专用环氧树脂基涂料, 涂料现配现用, 搅拌均匀。底涂施工一般采用辊涂工艺, 边角沟槽辅以刷涂施工。每平方米底涂用量不低于0.40kg。

底涂应均匀, 无漏涂、堆积;底涂固化过程中放置遮盖物, 以使表面不受污染。

2.4 喷涂聚脲防水涂料

2.4.1 作业条件

基层温度高于露点温度3℃, 湿度小于70%, 基面含水率小于7%。已对桥面上的预埋件、侧向挡块基座、防护墙等进行遮挡, 避免污染。底涂涂层实干后方可进行下道工序的进行, 实干时间一般为24小时。底涂涂层与聚脲喷涂施工间隔时间不得超过涂层的有效期, 若超过有效期需处理原涂层后再重新涂刷底涂。

2.4.2 喷涂方法

喷涂聚脲防水涂料的施工, 以机械喷涂为主, 人工喷涂为辅。先使用机械化设备对桥面平整部分进行喷涂, 对机械喷涂不能达到的特殊部位进行人工喷涂。一次整体喷涂时:采用机械和人工喷涂的防水层施工应为同时间、同进度, 共同施工, 一次成型。

施工前需将B料搅拌15分钟以上, 施工过程中应保持连续搅拌。先在非工作面上试喷, 观察涂层固化时间及A、B组分混合是否正常, 如正常方可进行防水层的喷涂。

每个工作日正式喷涂作业前, 应在施工现场先喷涂一块400mm400mm、厚度不小于2.0mm的样片, 由施工技术主管人员进行外观质量评价并留样备查。当涂层外观质量达到要求后, 方可按确定的工艺参数开始喷涂作业。

每道涂层采用纵横交叉喷涂。且第二次覆盖第一次的70%。喷枪应和基材保持垂直, 高度以65cm左右适宜。喷涂结束后, 检查涂层, 有缺陷的部位用手工料修补达到标准要求。

2.4.3 底座板区域施工

采用机械喷涂, 喷涂2.0mm (纯) 聚脲防水涂料;分两次喷涂, 每层厚度均1.0mm, 厚度≥2.0mm, 两次间隔时间不超过4小时。

2.4.4 底座板以外区域的施工

采用人工喷涂, 喷涂1.8mm厚 (纯) 聚脲防水涂料, 防水层分两次喷涂, 每层厚度均0.9mm, 两次厚度1.8mm, 两次间隔时间不超过4小时。

2.4.5 防护墙、侧向挡块的封边处理

侧向挡块的混凝土浇筑完工后, 侧向挡块的立面及相交的平面和防护墙的侧面, 先使用角磨机打磨混凝土表面、清除浮浆和毛边。防护墙根部预先喷涂一遍加强层, 再进行底涂施工, 然后喷涂聚脲防水层和面层, 高度为≥80mm。

2.4.6 防水层收边和泄水孔的处理

桥面混凝土喷涂聚脲防水材料时应连续施工, 在梁端处应施作收边处理, 用角磨机将聚脲喷涂层边缘修平, 必要时用手工涂刷。泄水孔内底涂100mm深, 然后手工向孔内壁喷涂聚脲防水材料。

2.4.7 混凝土面裂缝的处理

如桥面有明显裂缝或其他残缺, 则先对残缺进行修补, 必要时填充环氧胶, 然后进行底涂施工、加强层和聚脲防水材料。

2.4.8 搭接施工

在伸缩缝、墙角、墙边等处的施工可以自然中断。已涂装的区域如果未形成自然中断, 需预先切出宽度和深度至少6mm的锯齿。然后再施工涂料, 使涂膜在锯齿处中断。施工应预留出15cm~20cm的操作面同后续防水层进行可靠的搭接。

施工后续防水层前, 对已施工的防水层边缘20cm宽度内的涂层表面进行打磨清洁处理, 保证原有防水层表面清洁、干燥、无油污及其他污染物。

采用专用粘结处理剂对原有防水层表面15cm范围内做打磨处理, 在4~24小时之内喷涂后续防水层, 后续防水层与原有防水层搭接宽度至少10cm。

2.5 脂肪族聚氨酯面层施工

脂肪族聚氨酯面层应用于底座板以外区域的施工, 脂肪族聚氨酯面层在聚脲防水层施工完毕后6小时内完成, 保证面层和聚脲防水层之间良好的粘结。

脂肪族聚氨酯面层施工前, 对相应区域聚脲防水层表面进行清洁处理, 保证聚脲防水层表面干燥、无灰尘、油污和其他污染物;与聚脲防水层施工间隔时间超出规定时, 采用专用搭接粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。

脂肪族聚氨酯面层施工采用辊涂工艺, 0.2mm厚脂肪族聚氨酯面层一次辊涂。涂膜施工完毕24小时内, 避免重物碾压。

2.6 冬期施工

环境最低温度低于10℃, 相对环境湿度>70%的寒冷、高湿地区, 采用搭设暖棚的保温措施进行冬期施工。保温棚安装在梁面防护墙外侧, 两端封闭。保温棚下安装导轮, 可以顺桥方向移动。冬季在保温棚内施工, 人工制造温暖、干燥的环境, 解决了环境温度低、湿度大等因素影响, 混凝土梁面受热均匀, 施工效果较好。

2.7 质量验收

喷涂厚度检验、粘结强度检测、不透水性检测、脂肪族聚氨酯面层检验须符合《客运专线铁路混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》的规定。

3 施工控制要点

桥面防水层施工在架梁完成后进行避免运梁车碾压造成防水层破坏。

喷涂聚脲施工时要进行温度检测和控制, 在正式喷涂前应进行调试, 确保材料的正常固化。

喷涂时压力范围控制在1700-2500PSI之间, 确保A、B两组分充分混合, 保证聚脲涂层的质量。

现场每班喷涂前, 喷制400mm400mm聚脲防水涂料试膜3块, 养护7天, 选择2块进行拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、硬度等物理性能检验, 各项指标需满足规范要求。

4 结语

喷涂聚脲防水层施工在材料混合、温湿度控制、基层处理、喷涂工艺等方面均需严格控制。工程实例证明, 防水层施工质量稳定, 满足要求, 为类似工程提供了宝贵经验。

摘要：喷涂聚脲防水层已在我国铁路桥梁混凝土桥梁中广泛应用, 介绍其施工工艺和关键控制要点, 对今后同类施工有指导作用。

关键词：铁路桥梁,聚脲防水层,施工工艺

参考文献

[1] 科技基[2009]117号, 客运专线铁路混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件.

桥面裂缝桥梁工程论文范文第6篇

近年来, 新疆交通基础建设迅猛发展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中, 有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂经常困扰着桥梁工程技术人员。其实, 如果采取一定的设计和施工措施, 很多裂缝是可以克服和控制的。本文对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面地分析、总结, 以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法, 以防范于未然。

混凝土桥梁裂缝种类、成因:实际上, 混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多, 甚至多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类, 就其产生的原因, 大致可划分如下几种:

1 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝, 归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:

(1) 设计计算阶段, 结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

(2) 施工阶段, 不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点, 随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工, 擅自更改结构施工顺序, 改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

(3) 使用阶段, 超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有:

(1) 在设计外荷载作用下, 由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑, 从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“x”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰, 理论计算该处不会存在弯矩, 但实际该铰仍然能够抗弯, 以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

(2) 桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等, 在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算, 一般根据经验设置受力钢筋。研究表明, 受力构件挖孔后, 力流将产生绕射现象, 在孔洞附近密集, 产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中, 经常在跨内根据截面内力需要截断钢束, 设置锚头, 而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此, 若处理不当, 在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中, 次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起, 仅是按常规一般不计算, 但随着现代计算手段的不断完善, 次应力裂缝也是可以做到合理验算的。在设计上, 应注意避免结构突变 (或断面突变) , 当不能回避时, 应做局部处理, 如转角处做圆角, 突变处做成渐变过渡, 同时加强构造配筋, 转角处增配斜向钢筋, 对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出, 如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝, 往往是结构达到承载力极限的标志, 是结构破坏的前兆, 其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式, 产生的裂缝特征如下:

(1) 中心受拉。裂缝贯穿构件横截面, 间距大体相等, 且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时, 裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

(2) 中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

(3) 受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝, 并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时, 裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时, 裂缝少而宽, 结构可能发生脆性破坏。

(4) 大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件, 类似于受弯构件。

(5) 小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件, 类似于中心受压构件。

(6) 受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏, 沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏, 沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

(7) 受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝, 并向相邻面以螺旋方向展开。

(8) 受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂, 形成冲切面。

(9) 局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

2 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:

(1) 年温差。一年中四季温度不断变化, 但变化相对缓慢, 对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移, 一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调, 只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝, 例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性, 年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

(2) 日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后, 温度明显高于其它部位, 温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用, 导致局部拉应力较大, 出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

(3) 骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降, 但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行, 混凝土弹性模量不考虑折减。

(4) 水化热。出现在施工过程中, 大体积混凝土 (厚度超过2.0米) 浇筑之后由于水泥水化放热, 致使内部温度很高, 内外温差太大, 致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况, 尽量选择水化热低的水泥品种, 限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低内外温差, 并缓慢降温, 必要时可采用循环冷却系统进行内部散热, 或采用薄层连续浇筑以加快散热。

(5) 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。

(6) 预制t梁之间横隔板安装时, 支座预埋钢板与调平钢板焊接时, 若焊接措施不当, 铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时, 预应力钢材温度可升高至350℃, 混凝土构件也容易开裂。试验研究表明, 由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低, 钢筋与混凝土的粘结力随之下降, 混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%, 抗压强度下降60%, 光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%;由于受热, 混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

3 收缩引起的裂缝

在实际工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩 (干缩) 是发生混凝土体积变形的主要原因, 另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右, 此时水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重下沉, 因此时混凝土尚未硬化, 称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大, 可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如t梁、箱梁腹板与顶底板交接处, 因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩 (干缩) 。混凝土结硬以后, 随着表层水分逐步蒸发, 湿度逐步降低, 混凝土体积减小, 称为缩水收缩 (干缩) 。因混凝土表层水分损失快, 内部损失慢, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中, 水泥与水发生水化反应, 这种收缩与外界湿度无关, 且可以是正的 (即收缩, 如普通硅酸盐水泥混凝土) , 也可以是负的 (即膨胀, 如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土) 。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生, 且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝, 裂缝宽度较细, 且纵横交错, 成龟裂状, 形状没有任何规律。

研究表明, 影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:

(1) 水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高, 普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大, 则混凝土收缩越大, 且发生收缩时间越长。例如, 为了提高混凝土的强度, 施工时经常采用强行增加水泥用量的做法, 结果收缩应力明显加大。

(2) 骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小, 含水量大收缩越大。

(3) 水灰比。用水量越大, 水灰比越高, 混凝土收缩越大。

(4) 外掺剂。外掺剂保水性越好, 则混凝土收缩越小。

(5) 养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应, 获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长, 则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

(6) 外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大, 则混凝土水分蒸发快, 混凝土收缩越快。

(7) 振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定, 一般以5-15s/次为宜。时间太短, 振捣不密实, 形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长, 造成分层, 粗骨料沉入底层, 细骨料留在上层, 强度不均匀, 上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝, 增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性, 尤其是薄壁结构 (壁厚20-60cm) 。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋 (φ8-φ14) 、小间距布置 (@10-@15cm) , 全截面构造配筋率不宜低于0.3%, 一般可采用0.3%-0.5%。

4 地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移, 使结构中产生附加应力, 超出混凝土结构的抗拉能力, 导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:

(1) 地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工, 这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁, 勘察时钻孔间距太远, 而地基岩面起伏又大, 勘察报告不能充分反映实际地质情况。

(2) 地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁, 河沟处的地质与山坡处变化较大, 河沟中甚至存在软弱地基, 地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

(3) 结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下, 各部分基础荷载差异太大时, 有可能引起不均匀沉降, 例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大, 中部的沉降就要比两边大, 箱涵可能开裂。

(4) 结构基础类型差别大。同一联桥梁中, 混合使用不同基础如扩大基础和桩基础, 或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时, 或同时采用扩大基础但基底标高差异大时, 也可能引起地基不均匀沉降。

(5) 分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时, 如分期修建的高速公路左右半幅桥梁, 新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结, 均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

(6) 地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀;一旦温度回升, 冻土融化, 地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

(7) 桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时, 可能造成不均匀沉降。

(8) 桥梁建成以后, 原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后, 尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土, 土体强度遇水下降, 压缩变形加大。在软土地基中, 因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降, 地基土层重新固结下沉, 同时对基础的上浮力减小, 负摩阻力增加, 基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅, 受洪水冲刷、淘挖, 基础可能位移。地面荷载条件的变化, 如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等, 桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此, 使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物, 对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

5 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀, 设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度 (当然保护层亦不能太厚, 否则构件有效高度减小, 受力时将加大裂缝宽度) ;施工时应控制混凝土的水灰比, 加强振捣, 保证混凝土的密实性, 防止氧气侵入, 同时严格控制含氯盐的外加剂用量, 沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

6 冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 体积膨胀9%, 因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水 (结冰温度在-78度以下) 在微观结构中迁移和重分布引起渗透压, 使混凝土中膨胀力加大, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重, 成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等, 均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时, 采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂 (但氯盐不宜使用) , 可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

7 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

7.1 水泥

(1) 水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢, 在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用, 可破坏已硬化的水泥石, 使混凝土抗拉强度下降。

(2) 水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。

(3) 当水泥含碱量较高 (例如超过0.6%) , 同时又使用含有碱活性的骨料, 可能导致碱骨料反应。

7.2 砂、石骨料

砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。砂石中含泥量高, 不仅将造成水泥和拌和水用量加大, 而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多, 将延缓水泥的硬化过程, 降低混凝土强度, 特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应, 体积膨胀2.5倍。

7.3 拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。

8施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异, 比较典型常见的有:

(1) 混凝土保护层过厚, 或乱踩已绑扎的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

(2) 混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞, 导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

(3) 混凝土浇筑过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土沉实不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇筑数小时后发生裂缝, 既塑性收缩裂缝。

(4) 混凝土搅拌、运输时间过长, 使水分蒸发过多, 引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

(5) 混凝土初期养护时急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

(6) 用泵送混凝土施工时, 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥用量, 或因其它原因加大了水灰比, 导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

(7) 混凝土分层或分段浇筑时, 接头部位处理不好, 易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时, 后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑, 引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时, 先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好, 新旧混凝土之间粘结力小, 或后浇混凝土养护不到位, 导致混凝土收缩而引起裂缝。

(8) 混凝土早期受冻, 使构件表面出现裂纹, 或局部剥落, 或脱模后出现空鼓现象。

(9) 施工时模板刚度不足, 在浇筑混凝土时, 由于侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。

(10) 施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

(11) 施工前对支架压实不足或支架刚度不足, 浇筑混凝土后支架不均匀下沉, 导致混凝土出现裂缝。

(12) 装配式结构, 在构件运输、堆放时, 支承垫木不在一条垂直线上, 或悬臂过长, 或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当, t梁等侧向刚度较小的构件, 侧向无可靠的加固措施等, 均可能产生裂缝。

(13) 安装顺序不正确, 对产生的后果认识不足, 导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时, 钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑, 拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏, 则裂缝不易出现。

(14) 施工质量控制差。任意套用混凝土配合比, 水、砂石、水泥材料计量不准, 结果造成混凝土强度不足和其他性能 (和易性、密实度) 下降, 导致结构开裂。

最后总结

一座桥梁从建成到使用, 牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知, 设计疏漏、施工低劣、监理不力, 均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此, 严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理, 是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中, 进一步加强巡查和管理, 及时发现和处理问题, 也是相当重要的一个环节。

摘要：针对近年来桥梁裂缝, 本文根据现场实际施工经验并结合本地区的特点, 浅析桥梁产生的原因。