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20217
道路桥梁裂缝成因分析
卢洋
(中交公路规划设计院有限公司,北京)
100088
摘要:裂缝作为公路桥梁建设与运营过程中常见的质量问题,不仅会影响桥梁的整体美观性,还会导致桥梁的整体
质量受到严重影响,进而影响桥梁的安全和使用寿命。对此,本文对道路桥梁裂缝的危害进行分析阐述,结合道路桥梁裂
缝形成的原因,提出裂缝问题的有效防治措施。
关键词:道路桥梁;裂缝成因;防治措施
中图分类号:文献标识码:文章编号:()
TU4A1673-0038202119-0267-02
道路桥梁裂缝的危害斜截面压应力减小,产生斜裂缝。
1桥梁设计、施工和后期运营养护,是道路桥梁工程全寿命周()底板纵桥向裂缝:当桥宽与桥跨的比值较大时,容易出现
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期中最重要的三个阶段。在已经通车多年的桥梁运营状态来看,此类裂缝。主要是由于箱梁宽度过大,导致桥梁横向结构刚度偏
有较多桥梁随着运营时间的增加,往往会出现或多或少的裂缝弱,在横向产生的挠度偏大,容易在底板产生纵桥向的裂缝。
问题。这样不仅会影响桥梁的整体美观,严重的甚至还会影响到道路桥梁裂缝形成的原因
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道路桥梁的整体质量水平、使用寿命以及运营安全性[1]。在桥梁桥梁结构选型局限性
出现较为明显的裂缝后,混凝土对钢筋的保护作用大大减弱,,裂缝主要集中于中小跨径桥梁中,裂缝主要
钢筋暴露在自然环境中,在天气等因素的影响下,钢筋腐蚀膨集中在空心板。空心板间是通过铰缝进行传力的,由于施工工艺
胀,加速混凝土开裂、分层甚至剥落,促使桥梁整体质量持续下等的限制,空心板病害较多,主要有铰缝失效、混凝土剥落和芯
降,对桥梁的实际使用寿命和运营安全性造成影响,严重的甚至模上浮导致顶板过薄等。此外钢筋混凝土结构裂缝要多于预应
可能会威胁生命安全。力混凝土结构,这与结构受力模式有关。同等跨径下,小箱梁比
T
道路桥梁裂缝调查梁要更容易出现裂缝,由于梁结构高度高于小箱梁,承载能力
T
2通过调查既有公路桥梁:小跨径钢筋混凝土板桥、预应力钢更高,同时梁为开口截面,方便施工,施工质量容易控制,梁
TT
筋混凝土空心板桥、小箱梁、梁、预应力混凝土现浇箱梁桥。常产生的裂缝要更少。因此桥梁结构的选型对裂缝的产生起到前
T
见的主要裂缝有:提作用。
()板底横向裂缝:主要出现在跨径较小的混凝土板桥以及施工质量缺陷
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空心板,由于梁底弯曲应力超过混凝土抗拉强度产生,、施工队伍水平的局限等因素,往往会
是混凝土收缩徐变和超载车辆作用产生。导致施工质量存在缺陷,尤其是对于箱型等闭合截面的桥梁,箱
()渗水泛碱:由于桥梁排水系统不完善,结构会出现漏水现梁内部质量检查困难。
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象,混凝土表面产生水渍,从而产生泛碱。混凝土内部的碱性物原材料不符合标准
质易溶于水,结构表面与发生化学反应生成,从而导混凝土、钢筋等原材料的质量直接影响桥梁整体质量。混凝
CO2CaCO3
致泛碱发生。此外在超载长期作用下,加速桥面保护层破坏速土质量直接影响桥梁裂缝问题。合理的配合比,对混凝土强度进
度,会加大渗水泛碱程度。展和裂缝的发展起着关键作用。此外混凝土骨料的含泥量、沙子
()锈胀露筋:钢筋锈蚀产物的体积可达到锈蚀前的倍,对的含氯离子量等都影响着裂缝质量问题。施工材料的储存也十
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混凝土施加了巨大的内部挤压力,最终会导致混凝土开裂、分层分重要,例如焊接好的钢筋笼在雨水等作用下生锈,在浇筑混凝
或剥落。主要原因是混凝土开裂,导致钢筋裸露,在外部环境的土前如果除锈效果不好,会对施工质量产生很大影响。
作用下发生锈蚀。混凝土浇筑过程中振捣不密实
()铰缝脱落:出现在空心板中,由于铰缝受剪面较小,混凝桥梁结构钢筋骨架一般较密,在施工过程中会出现混凝土振
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土裹力不足,在长期车辆重复作用下产生剥落,剥落处钢筋与空捣不密实,产生局部空洞,不利于结构安全,加快裂缝发展。尤其
气中化学物质作用产生腐蚀,从而降低混凝土对钢筋的握裹能是封闭的箱型截面,不易检查和养护,箱室内部易出现空洞、裂
力,最终使空心板中的铰缝脱落。缝等。因此需要在施工过程中加强混凝土振捣、加强现场监理旁
()腹板斜向裂缝:产生腹板斜向裂缝的是结构的斜截面主站,同时钢筋间距不宜太小,影响振捣质量。混凝土的和易性对
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拉应力超限导致。主要原因是预应力钢束损失较大,使其产生的结构的密实度也起着很大的作用,和易性太大容易发生分层离
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交通建设年月
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析;和易性太小,混凝土流动性差,不利于振捣密实。加强结构耐久性设计
:环境作用、力学作用。其中环境作
混凝土养护对裂缝产生有很大影响。养护不到位,会使混凝用主要指桥梁结构周围环境的除冰盐、水分以及冻融等环境作
土表面产生蜂窝、麻面以及收缩裂缝。混凝土蒸养、浇水不及时用使得结构的耐久性降低;力学作用主要指车辆的反复加载引
会导致表面水分蒸发速度较快混凝土收缩产生裂缝。起结构的疲劳以及磨损等作用使得结构的耐久性降低。通过加
施工过程中意外情况强结构计算、优化结构尺寸等措施可解决力学作用下的耐久性
施工过程中有时候会出现意外情况,影响桥梁结构质量。例问题,通过增加混凝土结构的密实性、优化细部构造以及防腐涂
如在施工过程中桥梁在遭受外力撞击等因素下,内部可能会存层的使用等措施可解决环境作用下的耐久性问题。首先应严格
在裂缝问题,通常隐蔽性较强,施工人员难以有效发现,在后续控制保护层厚度,同时严控设计裂缝宽度,设计时需根据构件类
建设和运营过程中裂缝隐患最终转化为裂缝问题。型、重要程度、接触的环境类别对裂缝宽度在规范规定基础上进
道路桥梁载荷增加行适当减小。在构造上,尽量采用结构几何外形简单,表面结构
,道路桥梁的实际载荷也在不断增加。平整连续,可以方便施工的同时又可以减少腐蚀性介质的侵蚀。
重载、超载的运行使得道路桥梁实际承受的荷载大于设计荷载。对于护栏等直接接触除冰盐等有害物质,可通过设置防腐涂层
在既有公路桥梁调查中发现,超载对于小跨径桥梁裂缝影响最提高耐久性。
为明显,由于活荷载在小跨径桥梁中荷载占比大,其对超载最为加强防、排水设计
敏感。此外部分既有老桥的设计荷载要小于实际运营荷载。、排水设计,有利于提高结构整体的耐久
防、排水体系不完善性,同时可减少后期运营维护工作。沥青混合料防水层混凝土
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、排水体系不完善,或者在运营过程中排现浇层在近几年的高速公路中开始使用,这种桥面形式在结构
水体系受到破坏未及时修补,会导致雨水等长期与混凝土表面防水、抗冲击、耐久性等方面都有较大的优点,
接触,产生泛碱现象。另外排水不畅,还会引起混凝土反复冻胀,采用高性能混凝土结构
加速裂缝的发展。,高性能混凝土
C30
除冰盐的使用的使用会增加结构的密实性,减小混凝土孔隙率,降低混凝土开
,为保证车辆正常通行,常会采用除冰盐裂的可能性。
的方式进行除雪。除冰盐中的氯离子会锈蚀钢筋,从而加快裂缝提高施工质量及管控
发展。经过现场调查发现,护栏受除冰盐的作用最大,,从材料进场、存储、混凝土配合比、浇筑
土剥离,裂缝等情况较为严重。此外若桥面防、排水系统不完善,振捣等进行严格控制,同时加强混凝土的养护。尽量避免在冬季
会导致含有氯离子的水与梁板接触,长期以往影响桥梁结构的浇筑混凝土。加强混凝土振捣质量控制,保证桥梁结构振捣密实。
耐久性。加强治理超载、超限
,与超载有直接关系,因此超载治理十
部分公路桥梁在运营阶段出现问题,但养护不及时会加速裂分迫切。同时部分车辆高度超限,会剐蹭净桥梁梁底,超限车辆
缝发展。例如,桥台处伸缩缝会被小石块等杂物堵塞,影响桥梁的治理也是十分必要的。
的正常伸缩,在高温天气的下,桥梁伸长受阻,挤压背墙,产生裂做好道路桥梁定期养护
缝;桥梁底板腹板等产生裂缝后,若养护不及时或未及时封堵,,养护单位则需要根据竣工资料合理制定道路桥
会导致钢筋锈蚀,加速裂缝的发展,同时也会使桥梁结构的承载梁养护方案。养护过程中可采用无损裂缝探测技术,对各类隐蔽
能力减弱,影响桥梁的正常使用。性较强的裂缝进行及时发现和解决,避免裂缝隐患最终转化为
道路桥梁裂缝问题的应对策略裂缝问题。
4在前期设计中采用好的结构体系综上所述,道路桥梁裂缝问题的因素有很多,为了有效解决
()在结构选取中,尽可能采用预应力混凝土结构。对于曲线这些问题,首先应在前期设计阶段重视耐久性设计、选取合理的
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半径小的匝道桥,无法采用预应力混凝土结构时,可使用钢混组结构体系,为结构在设计期限内正常使用提供基础保障;在施工
合梁来替代。阶段科学选用材料、做好混凝土养护工作;在后续运营阶段杜绝
()合理的结构选型会减少裂缝的产生,例如调查中发现空超载车辆上路,做好道路桥梁的定期养护作业。从多方面为桥梁
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心板出现的裂缝问题较多,对于中小跨径桥梁可采用预应力混结构安全和稳定运营创造有利条件。
凝土密排矮梁代替,避免裂缝的产生。对于既有的小桥可以通
T参考文献
过增加混凝土现浇层来提高承载力,减少裂缝的产生。
王宗明道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施建筑·建
()对于公路桥梁重载车辆占比大的区域,在进行结构设计[1].[J].
3材·装饰,():,
时可酌情考虑设计荷载在规范规定的基础上有所提高,减少后202077681.
期运营期间由于重载产生的裂缝。收稿日期:
2021-06-01
()有条件的地区,可采用装配化桥梁,可最大限度提高施工作者简介:卢洋(—),男,汉族,山西大同人,硕士研究生,
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质量。工程师,研究方向为桥梁设计。
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