简析桥梁薄壁墩台裂缝产生的原因及整治措施

【关键词】桥梁工程；薄壁墩台；裂缝 

　　近年来，薄壁墩台的形式在小跨径的公路桥梁、城市道路的通道、高等级公路以及跨线桥中的运用最为常见。其优点主要包括：便捷、省工以及造型美观等。当河床较窄时，为了缩短桥长，节约造价，避免台前锥坡对河床造成压缩，可运用于河相邻近的墩台自立的桩基薄壁墩台进行运用，采用支撑梁对墩台下方进行设置，使整个桥梁形成统一的框架结构，将墩台后产生的压力被支撑梁所平衡。 

　　1.薄壁墩台裂缝产生的类型及处理措施 

　　1.1施工过程中产生的裂缝 

　　1.1.1收缩裂缝的产生 

　　在出现养护不合理时，拆模结束后墩台混凝土表面会有裂缝产生，该类裂缝最多是由竖直向的形式。严格的对施工工艺进行掌握，确保混凝土质地达到均匀状态。运用有效的防止方法对养护措施进行加强。其次，还应对新老混凝土接缝位置中的约束影响进行关注，必要时可采用膨胀水泥和接缝混凝土进行配置。 

　　1.1.2温差裂缝的产生 

　　重型结构中有一定的厚度存在，水泥凝固时会有水化热发生，表面存在较快散热，使芯部有较高温度产生，体积又较大尺寸时，影响相对较大，导致内部膨胀，表面收缩现象发生，从而到之后不规则裂缝出现。应该按照施工现场的实际情况，运用有效的处理措施。例如：混凝土的标号及水泥用量得打尽可能的降低，使其施工要求及设计都能得到满足，避免超强现象发生。运用较低水化热的水泥，例如矿渣水泥进行施工。采用塑化剂进行掺入，促使混凝土的和易性得到改善，从而使水泥用量得到一定程度的减少。拌和水温的降低，例如冰水的掺和，使其内部温度得到一定的吸收及降低。大体积混凝土可对内部水管进行埋设，例如厚度每隔3m左右，即可对直径为25mm～30mm的黑铁水管进行埋设，使其平面间距控制在大约1.5m，当混凝土浇筑之后，即可对循环冷却水进行畅通。其次，路上桥墩应和地面保持接近。 

　　1.1.3模板变形的产生 

　　在具有弹性支承的模板内对混凝土进行浇注，当地层出现初凝之后，灌注后的混凝土重量能够将模板产生变形，对补凝的地层混凝土通过受剪或受拉形成裂缝。特别是由伸臂托架对模板进行支承，更应对计算挠度及采取的相应的措施进行关注，应采用拉条或撑杆对悬臂进行加固，进一步将变形得到减少。当具有较大的重量时，需要对脚手杆件中螺栓空隙的变形进行消除，并实施吊挂压重。在对混凝土进行浇筑的过程中，应逐步将其重量减少，促使湿混凝土增加的影响得到抵消，从而保持变形量处于不变状态。 

　　1.2桥梁运营过程中的裂缝 

　　1.2.1集中的承压应力的产生 

　　在冒顶上对支撑垫石进行支承，使其四周有辐射向的裂缝出现。 

　　1.2.2纵向力的扭曲的影响因素 

　　墩身中心线上存在竖直裂缝，在多车道上对制动力的空心墩身进行承受，效果较为显著。 

　　1.2.3水平荷载的挠曲的影响因素 

　　墩身有水平环状裂缝产生，在地震后进行检查，很容易出现该类问题。 

　　1.2.4冻胀因素的影响 

　　墩身空心，积水或排架墩桩身位置产生不密实的填充，冬季来临时有宽阔竖向裂缝产生。 

　　1.2.5局部拉应力因素的影响 

　　由于受力变形及温度升降因素的影响，墩身挖空部分的楣梁或拱圈下缘、轮廓、截面有转折角位置形成局部拉应力超过混凝土的抗拉强度，从而有裂缝产生。 

　　1.3沉降裂缝的产生 

　　1.3.1不均匀反力的影响 

　　当不均匀沉陷产生之后，自动反力也会不均匀分布，刚性实体墩大多数会有倾斜产生，但柱式墩承台相对狭长，当弯矩出现改变后，会有竖直裂缝形成。所以，长条型的墩身及承台根据结构性质对竖直分割施工缝进行设置的关键，存在较好的施工效果。 

　　1.3.2超静定结构变形的影响 

　　当超静定结构中框架墩产生不均匀沉陷时，变形则会导致结构体系中自重内力出现变化，对比原设计假定的情况，会有较大出入产生，在原“反弯点”附近每根构件的弯矩都会有不同素质的内力产生，对于配筋相对薄弱的区段，通常会有裂缝甚至折断现象产生。通过实际经验，该类问题的产生仅仅通过钢筋混凝土构件进行补救是无法实现的。在具有薄弱的配筋区段，应对配筋进行适当的增加。其次，在软弱地基上对墩台进行过设置时，应尽可能的避免对沉陷敏感的结构进行运用。若必须使用时，可对其进行合理的调整。 

　　2.裂缝产生的原因 

　　2.1构造方面 

　　由于桥梁薄壁墩台的结构厚度相对较小，通常在60～100cm之间。具有厚度小，较低的截面抗拉能力等特点。通过温度及收缩的作用，大面积的额表面会有收缩力产生，很容易出现与混凝土的抗拉力超出的现象，最终导致贯通裂缝的形成。在对薄壁墩台的底部进行设计时，通常会和大体积的承台固结，运用大量钢筋对承台及墩台之间进行联结，具有较大的刚度约束现象，导致墩台混凝土在变形的过程中有较大应力产生，该问题也是导致裂缝出现的主要原因。 

　　2.2施工材料方面 

　　当水泥质量无法满足施工要求时，混凝土会有离析、翻浆现象发生，骨料中存在不达标的骨料或有泥土存在，具有较高的墩台身。当混凝土拌合料采用从上往下进行卸落时，容易有离散问题形成。其次，由于振捣难度较大，无法对混凝土的均匀性进行保证，导致局部位置或表面有较多砂浆，从而形成大且不均匀的收缩，最终造成收缩裂缝出现。 

　　2.3环境方面 

　　薄壁墩台具有较大的表面积，外界环境对混凝土造成的影响相对显著。当温度和湿度出现变化后，表面的水分会有蒸发出现，表面的温度降低较快，具有较大的内外温度差及表面收缩，最终造成裂缝的产生。 

　　3.桥梁薄壁墩台裂缝的预防 

　　（1）在灌浆之前，应运用钢丝刷对混凝土表面存在的浮渣、灰尘及松散层进行有效的清除，严重情况下可采用丙酮对其进行擦洗，直至混凝土土体露出即可，确保裂缝位置处于洁净状态。在布嘴的过程中，在具有较宽裂缝的位置对嘴子进行粘合。应根据裂缝的大小以及结构形式来对嘴子之间的距离进行确定，通常情况下应控制在30～60cm之间，适当对水平裂缝进行缩小。当裂缝处于纵横交错时，必须采用嘴子对交叉位置进行设置。 

　　（2）避免外界气温的骤降。当处于炎热天气进行混凝土的浇筑前，应在钢模外运用浇水的方式，并对湿草帘进行吊挂并覆盖，促使气温得到有效的控制。当外界温度降低时，覆盖层内以及模板的温度具有缓慢变化，有效的避免热量内侵的现象发生。 

　　（3）养护工作的落实。当在夏季进行养护时，应适当的对养护时间进行延长，禁止急于对模板进行拆除，避免干缩裂缝的形成。若在低温季节进行养护时，则要对拆模时间进行适当的推迟，并注意覆盖保温工作的落实。 

　　4.结语 

　　综上所述，在混凝土桥墩工程，特别是公路桥梁薄壁墩台中，大多属于大体积混凝土工程，导致大量裂缝因素出现。通过在施工过程中运用具有针对性的处理措施，才能尽可能的将混凝土的开裂得到减少或避免。由于混凝土墩台裂缝产生的原因相对复杂，因此在处理的过程中应要求施工技术人员对其原因进行详细的分析，从而找出有效的处理措施进行运用。 [科] 

　　【参考文献】 

　　[1]赵真毅，张婷婷.薄壁桥台裂缝原因分析及处理[J].山东交通科技，2003（02）. 

　　[2]姚伟发，张娟秀.钢筋混凝土薄壁桥台裂缝原因及处理措施[J].交通科技，2003（02）. 

　　[3]董青泓.薄壁或轻型桥台钢筋砼台身开裂原因分析[J].广东公路交通，2000（04）.