（中交第三公路工程局工程总承包分公司，北京市 朝阳区 高碑店 100124）
摘要：桥梁作为我国重要的基础设施，为国家经济的建设与发展做出了突出的贡献。因此在工程施工中必须要保证施工技术水平与施工质量，确保桥梁安全稳定的运行。本文主要分析了桥梁施工技术，并对桥梁裂缝的成因以及防治措施进行探讨。
关键词：桥梁施工技术；裂缝成因；分析
一、桥梁施工技术概述
1.1大跨度桥梁施工技术。大跨度桥梁最为显著的特点之一是桥梁结构跨度长、体量大、对施工技术要求较高。此类桥梁较为常用的施工技术有：直接利用钢护筒作为平台的支撑结构、超大直径的钻孔灌注桩、刚性导向定位系统、爬模系统等。
1.2桥梁冬季施工技术。由于受桥梁工程项目施工进度要求的影响，有些桥梁需要在冬季进行施工建设。在冬季进行混凝土桥梁施工时，需要注意的方面较多，特别是混凝土拌和。拌和站需要采用全封闭式的暖棚，同时各种原材料也需要存放在暖棚当中或是采取相应的保温措施；拌和混凝土时所用的水应当进行加热处理；混凝土运输过程中也需要采取相应的保温措施；混凝土养护需要采用蓄热技术等等。
1.3山区桥梁施工技术。国内有很多桥梁工程都是建设在山区当中，由于山区本身的地形地貌、水文条件都比较复杂，并且还伴有岩溶、滑坡、陡崖等不良地质情况，从而使得山区桥梁施工难度较大。山区桥梁施工的特点可以概括为以下几个方面：施工周期长、机械设备投入比例大、高墩施工定位难度大等等。
二、桥梁施工技术分析
2.1路桥过渡段的施工技术
(1)在进行分层压实的时候，采用的厚度应该比较小，在选择材料方面，选用那些比较容易压实的材料。如果压实与路基的顶面接近的时候，应该选用小型的压实机具或者振动型的压路机，在施工上选用分层填筑、碾压和检测的方法，与此同时，为了使压实的作用可以与构造物尽量靠近，应该把路基在纵向填筑成有角度斜坡，使压路机碾轮更加方便靠近。
(2)在进行台背填筑施工的时候，要按照刚柔过度原理来进行回填，选取灰土和水泥改良土等一些半刚性的材料。因为台背特殊的位置，是碾压过程中比较薄弱的位置，压路机很难进行碾压，所以要尽量选用小型的压实机具将回填处压实，使压实质量得到保证。
2.2钢筋焊接处的施工技术。在钢筋焊接之前，首先要将焊接的工艺和参数选定好，在实际环境中进行试焊，还要对接头规定力学性能以及外观质量进行检验，试焊的质量检查合格之后才能正式进行焊接。焊接的时候，要在现场设置一些防寒、防雨、防风的设施。钢筋焊接头应该运用电渣压力焊、气压焊、电弧焊或者闪光对焊等方式。要注意电渣压力焊在竖向钢筋连接中适用，不能在斜筋和水平钢筋上使用，钢筋焊接的方法和材料以及接头的形式应该也要符合相关规定。电弧焊比较适合运用双面焊缝，如果无法实施再选用单面焊缝。接头焊缝的长度，如果是双面焊缝的话，最好不要低于5d（d指的是钢筋的直径），如果是单面焊缝的话不应该低于10d，在运用电弧焊接的时候，和钢筋弯曲处距离应该高于10d，不应该在构件最大的弯矩处焊接。
2.3桥梁下部结构施工技术
(1)合理利用基坑的挖掘方法。首先对于垂直坑壁基坑：若要采取垂直坑壁基坑的挖掘方法，就要求基坑的含水量必须达到最佳标准，构造要相对均匀且要稳定、牢固。其次对于斜坡和阶梯形坑壁基坑：要采取斜坡或阶梯形坑壁基坑的挖掘方法，就要求基坑的深度必须在5米之内，且基坑的湿度要保持正常，结构要相对均匀。最后对于变坡度坑壁基坑：若机械在挖掘的过程中会穿越不同的土层，这时就应采用变坡度坑壁基坑的挖掘方法。
(2)桥梁地基的处理。对于桥背柔软的地基处理的好坏直接影响到控制桥头跳车的主要的原因。而针对于桥背柔软地基的处理我国已有了相当多的一些措施，主要有换土法、超载预压法、附加力减少法、固结排水法以及高压喷射注浆等一系列的处理办法。对于这些方法在桥梁施工时根据实施状况而定，以达到改善地基，加强承地基承载力以及减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差值。而在构建软地基上的桥台通常采用桩基法。若构建的软修筑高路堤很厚时，软土则会因为填筑材料的质量从而向侧面移动并对基桩造成很大的压力。造成的后果就是桥台水平位置发生位移或者转动，这个现象则会损坏支座以及伸缩缝，甚至还会损坏桥面与桥台。在桥梁施工的时候为了造成不必要的损坏性的位移的发生，则需要将填筑的材料减少，亦或者加强地基土，以形成抵抗侧向流动的力度与强度。
三、桥梁裂缝的成因分析
3.1荷载原因造成的桥梁裂缝
(1)直接应力裂缝。具体是指由外部荷载引起的直接应力造成的裂缝。这种裂缝产生的原因主要与桥梁结构设计、施工以及使用有关。首先，在设计方面通常都是因为计算错误、模型设计的不合理、力学假设与实际受力情况不符造成的；其次，在施工方面多数都是由于施工人员马虎大意造成的，如施工设备和材料随意堆放等等；再次，使用方面主要与车辆超载有关。
(2)次应力裂缝。具体是指由外部荷载引起的次生应力造成的裂缝。截面刚度变化时引起次应力裂缝最主要的原因之一，尤其是在大跨度预应力桥梁结构中，这种裂缝最为常见。
3.2温度变化引起的桥梁裂缝。任何建筑物都有热胀冷缩的性质,混凝土桥梁同样具有。由于外部环境的变化致使桥梁外部和内部结构产生温度差,当温度差达到一定程度就会使梁桥产生变形,若变形遭到约束,就会在桥梁结构内部产生应力,当应力超过桥梁本身的抗拉强度以后就会产生温度裂缝。
3.2.1一年四季的温度不断变化,虽然温度变化很缓慢,由于日积月累也会造成桥梁不同程度的变化,会造成桥梁位置移动,引起裂缝的产生。
3.2.2桥梁面由于暴晒形成的温度差。在炎热的夏天,道路桥梁的面板受到长时间的暴晒,温度明显高于其他部位,而且随着时间的变化,不同的部位温度也会不一样,致使变形部分受到自身约束,导致应力拉力过大,造成裂缝的产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且在炎热的夏天,桥面经过长时间的暴晒后,由于突发降雨和日落等原因造成桥表面温度突然下降,但因内部温度降低速度小于外部温度,也会造成温度差,让桥梁产生裂缝。
3.2.3在桥梁的施工过程中,进行混凝土浇灌以后,水泥会产生水化放热,致使内部温度很高,造成内外温度差大,这样也会是桥梁表面产生裂缝。
3.3地基基础变形引起的桥梁裂缝。因为地基基础的水平位移或是竖向的不均匀沉降，会使桥梁结构中产生出一定的附加应力，当这部应力超出混凝土的抗拉极限时，便会造成结构开裂。引起地基基础变形的原因主要有以下几个方面：其一，地质勘测不到位；其二，地基的地质差异较大；其三，桥梁结构各个部分的荷载差异较大；其四，原有的地基条件发生变化。
3.4钢筋锈蚀引起的桥梁裂缝。目前，基本上所有新建的桥梁采用的都是钢混结构，这种结构的桥梁最为显著的特点是稳定性高。然而，由于混凝土本身的质量较差，或是保护层的厚度不够，便会使混凝土保护层受到二氧化碳的侵蚀，从而导致钢筋周围的混凝土碱度下降，这样一来会造成钢筋表面的氧化膜被破坏，致使钢筋发生锈蚀反应，由此生成的氢氧化铁，其体积会增大2-4倍左右，这一过程会产生相应的膨胀应力，进而造成保护层混凝土开裂，这种情况在沿海地区的桥梁中最为常见。
3.5养护条件引起的裂缝。养护是使混凝土正常硬化的重要手段，养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但只适用于试块，现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂可能性就越小。
四、混凝土桥梁裂缝的处理建议和防治
4.1表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的裂缝，不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。
4.2灌浆法：此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。
4.3结构补强法：因超荷载产生的裂缝，裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低，火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法，锚固补强法，预应力法等。
4.4转变观念、加强思想重视
4.4.1在道路桥梁施工过程中要充分考虑到桥梁会受到周围自然灾害及人为因素的影响,同时道路桥梁建设时所采用的材料性能会随时间的推移而不断地变化。一般而言,不同环境下需建造的道路桥梁工程都有其鲜明的个性要求,对道路桥梁结构的设计人员而言,不但与施工中的问题,而且还要想方设法杜绝施工中产生裂缝。因此,改变传统道路桥梁设计和施工观念,提高对工程质量的重视程度与研究深度至关重要。
4.4.2、加强施工过程中的质量和温度控制
施工过程中要严格控制施工材料的配合比例,根据混凝土的强度等级及其和易性要求,严格控制水泥的用量和水灰比,这是保证施工质量的关键。同时还要选择级配较好的石子,对砂石的粒径与含量要严格控制,并适当减少其空隙率及混凝土的收缩量,进而加强混凝土的抗裂强度;同时,还可以通过温度控制来防治裂缝,主要是注意施工过程中混凝土的浇注时间和速度,加强浇注过程中的温度控制。一般而言,夏季施工时要在混凝土的骨料洒上一些水,而冬季施工时应对混凝土的表面采取必要的保温措施。
4.4.3表面修复法修复表面和深度裂缝
裂缝修复方法中,表面修复法是应用最为广泛且效果较为明显的裂缝修复方法之一,尤其是混凝土表面和深度裂缝效果最为明显,且对混凝土结构承载力的影响最小。具体的做法就是在混凝土裂缝表面涂抹水泥浆。而有的道路桥梁工程采取涂抹环氧树脂胶泥,而由于存在应力,导致裂缝继续开裂,若出现此种情况,应在裂缝表面粘附玻璃纤维网格布进行裂缝修补
4.4.4灌浆修复法修复严重裂缝
灌浆修复法是基于表面修复法无法修复的情况下再进行。特别是裂缝已经严重影响桥梁结构安全时,表面修复法的修复达不到桥梁结构安全的需要,就必须采取灌浆修复法修复裂缝。灌浆修复法,就是利用真空设备把浆液压入裂缝,浆液随着时间会逐步硬化,并在硬化后与混凝土形成一个稳定性强的整体结构,从而达到修复裂缝的目的,且密闭性能高。浆液的材质有很多,通常选取水泥浆液、环氧聚合物、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。
4.4.5嵌缝修复法修复混凝土裂缝
所谓嵌缝修复法,就是在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,既可对裂缝进行封堵,也有利于裂缝外观的平整。
4.4.6结构加固法
在道路桥梁建设工程中,有些裂缝可能会改变混凝土的结构性能,对道路桥梁的使用性能会产生严重的影响,这种方法可以增加混凝土结构的预应力、加固支点以及混凝土补强。结合裂缝产生的原因,选择合适的补修措施,对整个工程的建设具有非常重大的意义。
结语
桥梁设计程序的关键是施工温度的选择、桥基建设过程中浇筑时间的管控，并且能够把握好分层浇筑工序。这样就能够有效防止桥梁建成后出现裂缝现象，确保桥梁质量，提高人力物力资源利用率。
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论文作者:廖巍崴
论文发表刊物:《知识-力量》2018年7月上
论文发表时间:2018/7/16
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