刘苗苗

山西路桥第二工程有限公司 山西临汾 041000

道路桥梁是交通基础设施建设领域的重点内容，建成质量关乎车辆通行的平稳性和安全性，但受施工方法、现场环境等内外部因素的影响，道路桥梁易显现出裂缝病害，不利于正常使用。此时，正确认识道路桥梁裂缝的危害、准确辨识成因以及采取预防措施均至关重要，值得在此领域做深入的探究。

1 工程概况

某桥梁工程，两端设引道，引道起点位于李渡镇保沙庙村，设置桥梁横跨嘉陵江，与既有公路Y328（新场-桥湾）相接，全长1.43km。其中，桥梁长度948m，宽度16.5m，通航等级为Ⅲ-3（级），安全等级为A级。根据主桥设计方案，主桥结构选择的是（105+190+105）m预应力砼连续刚构。

2 道路桥梁裂缝的主要危害

2.1 加剧结构的腐蚀程度

从材料组成的角度来看，钢筋混凝土在道路桥梁中占据较大的比重，钢筋、混凝土是关键的受力结构，分别承受拉应力、压应力。某处结构存在裂缝时，将形成水、空气等外部环境因子进入内部的通道，对结构内部的钢筋混凝土造成腐蚀，在此期间钢筋体积较正常状态有所增加，结构的整体形态被迫改变，受力状态失衡，轻则影响道路桥梁的整体美观感，重则威胁到道路桥梁的安全性，车辆行驶条件变差，安全事故的发生概率增加[1]。

2.2 加剧混凝土的碳化

道路桥梁结构存在裂缝后，部分CO2进入钢筋混凝土结构内部并与其中的碱性物质接触，伴有强烈的化学反应，在此过程中生成碳酸盐和水，受产物的影响，混凝土的整体碱度发生改变，偏离正常值，出现碳化现象。若缺乏及时的防控，碳化程度加剧，混凝土构件所具备的承载力随碳化反应的持续发生而逐步降低，全桥的受力条件较差，稳定性难以得到保障。

3 道路桥梁裂缝的成因

3.1 施工材料的质量不达标

材料是组成道路桥梁的基础要素，各类原材料以及混合料的质量均会对道路桥梁的整体施工质量造成影响，材料性质较差时，部分结构易产生裂缝。从材料的角度来看，道路桥梁出现裂缝主要与如下几方面有关：①施工中采用高水化热特性的水泥，制得的混凝土在浇筑后将由于水泥水化热而导致内部温度明显增加，产生明显的内外部温差，不利于混凝土的有效成型，在该阶段显现出裂缝病害。②混凝土浇筑与振捣后，未及时养护，或是养护方法不当（混凝土温度失控、洒水量不足导致湿度偏低等），随之产生裂缝。③混凝土的收缩应力明显偏高，该值大于砼极限抗拉强度时，形成裂缝。④配套的支架装置在强度、刚度等力学方面的表现欠佳，也有可能导致混凝土结构裂缝病害的出现。

3.2 地基的承载性能偏弱

地基是支撑道路桥梁的基础结构，地基维持平整与稳定是道路桥梁高效施工、正常使用的必要前提。但在部分道路桥梁工程中，现场存在大范围的深厚软土层，其缺乏足够的承载能力，由于处理方法不当，导致地基的承载性能难以满足公路的建设以及使用要求，受上方公路桥梁结构荷载的作用，地基发生局部沉降，随之作用于道路桥梁的各结构，出现不同程度的裂缝[2]。

3.3 荷载作用

荷载作用的形式多样，包含但不限于静荷载、动荷载、次应力，不同荷载对桥梁的影响程度有所差异，形成的裂缝有其独特的特征。通常，受拉区、受剪区等受力较为特殊的部位是荷载裂缝的高发区域。荷载裂缝的成因较多，主要有如下几方面：未针对施工材料以及配套机械设备做有效的管理，大量工程物资堆放在混凝土结构上方，对结构的荷载作用较强，超出结构承载上限时诱发裂缝；预制构件安装时，未准确把握受力特点，因操作不当而出现裂缝；施工缺乏规范性，随意调整结构的受力模式，局部受力强度过大。

3.4 混凝土剧烈收缩

混凝土的剧烈收缩将加大裂缝的发生概率，具体有缩水、塑性收缩等形式。具体至道路桥梁施工中，混凝土经过浇筑后将逐步凝结，在此期间表面水分有减小的变化，内部收缩力降低，混凝土自身具备的应力分布不均匀，局部区域的受力条件特殊，在不良受力条件下，容易出现收缩裂缝。

3.5 温度控制不合理

道路桥梁的建设规模较大，钢筋混凝土是重要的材料，但受混凝土性质的影响，随着温度的改变，该混合料有不同程度的热胀冷缩现象，混凝土的形态缺乏稳定性，发生变形，并且在该过程中还将产生压力作用。混凝土结构自身具有特定的抗拉强度，但其存在上限值，道路桥梁的拉力超过该值时，结构的稳定受力条件遭到破坏，结构完整性受到影响，显现出裂缝。温度是关键的诱因，在温度发生变化后，道路桥梁的裂缝将出现扩张或合并的发展迹象。具体至温度的影响因素中，主要与水泥的水化热以及蒸汽养护方式两个方面有关，具体做如下分析：

水泥水化热。道路桥梁施工所用混凝土中含一定比例的水泥，其在浇筑期间有水化热现象，其属于放热的过程，随水化热的发生，混凝土内部温度明显增加，相比之下混凝土表面温度易在风力等外部条件作用下保持相对较低的水平，形成内外部温差，因温度的差异化而使混凝土结构出现裂缝[3]。

蒸汽养护。混凝土浇筑后进入养护环节，蒸汽养护是避免混凝土温度异常下降的关键方法，在冬季低温环境中较为可行。但需注意的是，蒸汽养护期间混凝土的温度较高，而结束养护后，受外部冷空气的影响，温度在短时间内急剧下降，混凝土难以适应该极端温度变化的环境，也将出现裂缝。

4 道路桥梁裂缝的施工预防技术

图1 道路桥梁施工控制措施

4.1 荷载裂缝的预防

（1）注重对混凝土结构形式的可行性分析，选择合适的结构形式，若存在留设水平施工缝的要求，则合理控制分块的数量，并采取有效的连接措施。

（2）桥梁上部结构采用整体浇筑的方法时，根据梁板的尺寸增设适量的横向受力钢筋，优化受力状态，保证结构的稳定性。

（3）控制好钢筋的布设间距，通常在10cm以内，较为特殊的是变截面、结构边缘等部位，其缺乏足够的稳定性，因此加强分布筋，必要时设合适尺寸的钢筋网片。

4.2 温度的控制

混凝土拌和阶段，在不影响整体强度、和易性等工程性能的前提下，优先选择干硬性混凝土，其特点在于水泥的用量相对较少，无明显的水泥水化热现象。拌和时，向碎石上适量洒水，起到冷却碎石的作用，降低拌和后混凝土的温度，从源头上减小温度对混凝土结构所造成的不良影响；掺入适量减水剂，在许可范围内降低混凝土的水含量，避免泌水。各季节的环境温度存在差异，应做针对性的分析。以夏季施工为例，现场环境温度普遍较高，要求适当减小混凝土的单次浇筑厚度，否则在大体积混凝土浇筑施工时内部散热效果差，温差明显，随之出现裂缝；必要时，借助降温水管予以降温处理。此外，安排好施工时间，协调好施工工序，混凝土浇筑尽可能避开日间高温时段。除此之外，在道路桥梁施工中应合理设置基础、布设稳定可靠的支架。支架是重要的施工辅助装置，在设计时采用面积法测定其表面受力特点，而在支架投入使用前，组织预压作业，此举有助于消除非弹性变形，同时检验支架的综合使用性能。

4.3 道路桥梁裂缝的修补

4.3.1 修补作业的思路

道路桥梁施工中加强检查，若发现裂缝，则及时按照“判断裂缝类型→分析原因→界定影响范围→选择修补方法→正式修补”的流程有序推进，高效处理裂缝，尽可能减小裂缝对道路桥梁所造成的不良影响。

4.3.2 修补方法

填缝。在各类裂缝修补方法中，填缝是较为常规的一类，其工艺简单、操作便捷，仅需完成裂缝清理、填料嵌补两项工作即可，在小规模的裂缝修补中具有可行性。表面粘贴修补。裂缝宽度较大时，先清理缝内的杂物，用黏结胶将特定的修补材料稳定粘贴在裂缝病害部位，达到封闭裂缝的效果，最终完成修补作业。喷浆修补。施工材料以水泥浆液为主，在压力的推动作用下向裂缝内输送浆液，依托于浆液的固结作用，使裂缝恢复完整。

4.3.3 梁、板体裂缝的原因及预防

（1）原因分析。①支架基础缺乏足够的密实性，难以提供可靠的支撑作用，受荷载的影响而出现不均匀沉降，进而导致梁体裂缝。②混凝土拌和时，石子的粒径偏小或是级配不足，拌制后的混凝土不具备足够的弹性模量。③波纹管在梁宽方向偏位，直接对梁端的稳定状态造成破坏性影响，使该处出现负弯矩偏心，在一系列的作用下，可见梁端侧面显现出纵向裂缝。④未对波纹管采取有效的固定措施，其竖向偏位量较大，存在明显的零弯矩轴偏位。

（2）预防技术。①对支架基础做预压处理，切实提高基础的整体稳定性，预压时控制好预压量，检测并记录沉降量，作为后续工作的参考依据。②混凝土拌和时选择优质的原材料，例如石子的粒径需满足要求，以免因混凝土性能不足而导致结构开裂。③针对混凝土做弹性模量试验，准确掌握混凝土的弹性模量，判断其是否满足要求。④蒸汽养护过程中按照特定的频率测量温度，基于测温数据采取控制措施，降温幅度不超过5℃-10℃/h，且无论温度如何变化，均全面记录温度数据，客观对待，有效调控混凝土在养护阶段的温度。

4.4 混凝土构件裂缝的防治

①选择优质的原材料，以水泥为例，以安定性较好、水化热较弱的水泥为宜。②组织试验，经过优化后确定合适的配合比。为改善混凝土的工程性能，采取降低水灰比、掺入粉煤灰等方法。③在现场搭设遮阳棚，削弱阳光照射，避免混凝土的温度异常偏高。④混凝土浇筑后，及时安排养生，在此期间采取覆盖、洒水措施，使混凝土表面保持湿润，将温度稳定在合理的区间内，在温湿度均良好的条件下有效成型。⑤加强对混凝土温度的检测与控制，保证各处的温度均在许可范围内。⑥遵循随拌随用的原则，尽可能缩短混凝土出厂后至浇筑前的间歇时间，否则将由于时间的延长而削弱混凝土的性能，将此类混凝土投入使用后，也有可能出现裂缝。

4.5 合理确定施工配合比

施工配合比的确定是一项复杂度较高、细节较多、难度较大的工作，但科学的配合比至关重要，否则会影响混凝土在强度、和易性等方面的性能表现。因此，必须由专员参与，确定具有可行性的配合比。在实际设计中，水灰比、水泥以及粉煤灰等各类原材料的用量均是重点考虑对象，所选用的砂材料在粒径、洁净程度两个方面均要满足要求，经过多角度的分析后，确定具体的施工配合比，拌和站生产人员以此为基准，利用高精度的计量系统精准称取适量的原材料，予以充分的拌和，制得均匀性较好、力学性能优越的混凝土。养护是提高混凝土施工质量的关键途径，工程经验表明，养护不及时、养护期间温度及湿度控制不当时，均会对混凝土的成型状态造成影响，导致结构的整体强度降低，随之显现出裂缝。高温环境中应频繁洒水，采用此方法弥补混凝土的水分散失量，以免因水分不足而开裂；并且，在洒水方式下，混凝土的温度上升趋势得到有效的抑制，收缩期间产生的约束应力较小，从而达到预防裂缝发生的效果。洒水的频率以及洒水量无特定的要求，需要根据现场气温、混凝土成型状态做灵活的调整。此外，还有必要对混凝土进行覆盖。

5 结语

综上所述，针对道路桥梁工程中较为常见的裂缝质量问题，必须准确探明原因，在日常施工中采取可行的预防措施，规避裂缝的出现。作为施工单位，需要统筹规划，合理调度员工，引导各岗位员工严格依据工程规范以及施工图纸工作，加强对各处细节的质量检查与控制，例如原材料质量的控制、温度的控制，确保建设成型的道路桥梁结构无裂缝以及其它质量问题。