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桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因探究
作者：霍一波
来源：《世界家苑》2018年第07期
摘 要：桥梁结构中，桥面裂缝是较为常见的工程主要危害，严重情况下会危及整个桥梁的安全。从桥梁设计及施工技术层面分析，市政桥梁工程也出现了前所未有的技术革新，无论是从桥梁的设计还是桥梁结构的施工方面都有很大的创新，然而市政桥梁结构裂缝时影响桥梁逐年加固的重要因素。本文以市政桥梁结构裂缝为主要研究对象，从分析裂缝产生原因谈起，阐述市政桥梁结构裂缝加固技术处理的研究，供相关的设计和施工工作者以理论参考。 关键词：桥梁结构；裂缝；分析；原因；研究 0引言
桥梁工程是连接城市主干道路交通，跨越障碍物的主要建筑形式，根据其跨度或者桥面宽度等，可以分为特大桥、大桥、中桥和小桥等。其施工质量和裂缝的加固除险工程越来越受到关注。同时，作为市政工程中连接道路的主要工程，桥梁的规划设计得到国家的大力支持，不管是政策还是从资金上都加大了投入。市政桥梁工程中的裂缝是其最容易出现的一个质量问题，这也似乎成为桥梁工程中不可避免的问题。但是，只要找到产生裂缝的原因，根据桥梁的类型和施工特点分析如何解决相关的裂缝问题，就会使得桥梁裂缝质量问题得到很大程度的解决。
1 市政桥梁结构裂缝产生的主要原因 1.1由于桥梁自身应力的影响
桥梁的自身应力主要分为两种，一种是桥梁收缩引起的形变，另一种是由于外部环境的影响，主要是温度的影响，即桥梁受热时膨胀，受冷时收缩。桥梁收缩引起的形变主要是由于是在施工过程中，混凝土在进行凝固时，由于内外空间混凝土的收縮不均匀，导致整个混凝土表面的抗拉的应力远远大于其底部抗压的应力，所以会造成一定程度的裂缝。
另外，混凝土在进行凝固硬化的过程中，混凝土表面的水分会逐渐被蒸发，温度也会逐步下降，从而导致混凝土自身的温度降低，导致桥梁不断收缩，体积减小。第二种情况，由于温度的不断的变化，导致桥梁混凝土的收缩和膨胀不断发生，温度差异会引起桥梁结构的整体散热，在温度的变化影响下，导致桥梁混凝土的温度引起的应力，远远要大于桥梁自身的强度，从而引起桥梁裂缝的产生。每年温度交替变化，尤其是在我国的东北地区，冬季的夏季温差大，所以大部分的桥梁裂缝都是由于温差变化引起的。 1.2桥梁荷载引起的裂缝产生
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桥梁的荷载一般可分为自身荷载和外部荷载。由于桥梁荷载引起的裂缝叫做荷载裂缝，其形成的机理主要是由于混凝土桥梁在动静状态荷载和自身荷载作用下产生的裂缝，荷载裂缝主要体现在其桥梁的表面荷载超过了它所能承受的应力。由于桥梁的固定荷载和外部荷载的作用，导致桥面结构承受力的程度及相应的对整个桥梁桥面裂缝出现的程度也不相同。因此，为了保证整个桥梁结构的安全性，将桥梁的荷载在设计时进行细化，将各种因为荷载造成的桥梁桥面的裂缝产生的现象进行分析，以保证全桥裂缝宽度的缩小或者尽量控制裂缝的产生。 1.3 混凝土凝固收缩导致裂缝的出现
在桥梁施工过程中，现浇混凝土完毕后，混凝土会在温度和时间的变化下进行凝固，整个凝固的过程也是混凝土的体积逐渐变小的过程，在混凝土的表面进行收缩的过程中，其收缩后的形状大都是细密状，且形状大小不一，各不均匀。在混凝土较高梁的部位会产生竖向的裂缝，此种裂缝的出现会严重影响整个桥面结构承载力的能力，进而扩大裂缝的宽度，影响整个裂缝的后续填补作业。除此之外，混凝土材料中泥沙含量较多的其易产生裂缝，这种混凝土的结构，中间粗，两头较细，承受压力的能力较弱，易在桥面产生裂缝。 2 桥梁桥面裂缝相关检验措施 2.1桥梁工程基本状况分析
桥梁的主要作用是跨越障碍，连接路面道路，从而保证整个交通的顺畅。桥梁建成通车后将大大缓解相应地区的运输压力，对于途经地区的经济发展也将起到拉动作用。对于桥梁的主要结构来说，主要有桥梁的跨度、桥面净宽、桥面的辅助结构自重及相应的荷载，包括人群荷载、桥梁自重及汽车荷载等。 2.2桥梁裂缝的普查
在车辆荷载进行相应的实验之前，对该混凝土简支梁进行了详尽的裂缝普查，普查结果发现该桥的左右半幅的桥面上已经存在了很多的裂缝，且裂缝较为明显。现对发现的裂缝进行详细描述。
左边半幅的裂缝宽度较大，两处纵向裂缝主要位于距离桥面边防撞墙2.1m处，最大的裂缝宽度分别是0.40m和1.09m；在右边半幅的裂缝宽度较小，两处纵向裂缝主要位于距离桥面边防撞墙1.8m处，最大的裂缝宽度分别是0.20m和0.89m.
在各种情况的汽车荷载作用之下，左右半幅桥面上各处纵横向裂缝的最大宽度基本没有变化，纵横向裂缝较稳定，观测到的最大裂缝宽度基本没有明显的发展。但是，由于结构的部分裂缝宽度超过规范的限定值，建议在市政桥梁的今后使用中应注意裂缝的定期监测。 2.3 裂缝跨度的验算
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从经验公式及实际的工程案例分析，钢筋混凝土桥梁裂缝宽度的计算有两种，分别是以力学模型为基础的计算和以数理统计为基础的桥梁裂缝宽度计算。这两种计算桥梁裂缝的方式需要根据实际的工程现况去分析并选择合适的计算方式。在实际的工程案例桥梁裂缝的计算中，其计算裂缝的机理又是不一样的，国外最先对桥梁裂缝宽度的计算进行了相应的规范化，国内随后也出具了相应的规范计算书，从现阶段桥梁工程裂缝宽度的计算模式来看，选择最多的额就是以统计为基础的经验公式计算法。
1950年我国桥梁研究专家借助国外的桥梁裂缝计算公式，结合我国实际桥梁裂缝的加固工程案例，利用国内工程案例中的试件进行了桥梁裂缝宽度计算的数理统计分析，主要分析了不同形状的构件的最大裂缝宽度，其中 T 形、倒 T 形和工字形截面的各种受力构件的最大裂缝宽度的计算公式已推算出来，并根据
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 的相关计算要求，钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度为0.20mm。 3 市政桥梁裂缝工程加固技术处理措施 3.1桥梁表面填缝技术
桥梁表面的填缝作业主要是在裂缝加固施工过程中，在裂缝的表面铺装一层薄膜，在施工时用干净的毛刷将裂缝处刷干净，并利用填平材料将裂缝处填平。表面填缝修补适用范围较小，主要适用于桥梁跨度小，且裂缝宽度和深度较小的桥梁。 3.2压力灌浆修补作业
压力灌浆的使用材料可以分为好多种，比如水泥灌浆、石灰灌浆和化学物质灌浆等。每一种灌浆材料的施工方式不同，压力灌浆是在裂缝处以压力作用将浆液喷注在相关的裂缝处，在喷注前要将灌浆液充分的调节均匀，并且按照施工要求保证浆液的粘结性；然而水泥灌浆的裂缝修补方式主要适用于桥梁裂缝的不均匀情况下，而石灰灌浆则主要适应于裂缝均匀且深度及宽度较大的桥梁。 3.3钢板填筑
钢板填筑的主要方式是将钢板重新绑定连接裂缝产生的两端，并利用膨胀栓等设备将钢板进行加压。此种方式主要适应于大跨度桥梁，且裂缝宽度较大，不适宜进行表面填补或者喷浆作业的情况。 4 结语