桥梁施工监控及桥梁裂缝成因分析

摘要：本文首先阐述了桥梁施工裂缝的形成原因，接着分析了桥梁施工裂缝的控制要点，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。关键词：桥梁施工；监控；桥梁裂缝；成因分析

引言：

桥梁是交通基础设施的重要组成部分，其质量直接关系到交通安全和经济发展。然而，在施工及使用过程中，裂缝问题的出现，成为影响桥梁耐久性和结构安全的关键因素。裂缝不仅会降低结构的承载能力，还会导致水渗透、钢筋锈蚀等一系列后续问题，最终影响桥梁的使用寿命。因此，研究桥梁施工中的裂缝成因及预防对策，具有重要的现实意义。

1 桥梁施工裂缝的形成原因分析

1.1 温度

温度变化会引起桥梁混凝土结构内部应力的改变。混凝土具有热胀冷缩的性质，在施工期间，白天阳光直射时，桥梁表面温度快速升高，而内部升温相对缓慢；夜晚表面温度骤降，内部温度仍较高。这种不均匀的温度变化产生温度应力。当昼夜温差达到 20^∘C 左右时，混凝土内部应力足以导致裂缝产生。大体积混凝土结构，如桥梁墩台，由于内部热量散发慢，这一温度效应更明显，裂缝可能从表面逐渐向内部扩展，影响结构整体性。

1.2 荷载

在施工过程中，荷载主要由结构自重、施工设备行驶作业产生的动荷载以及材料堆放形成的静荷载构成。结构自重会随着施工进度逐步增加。研究表明，当实际荷载达到设计荷载的 1.3 倍左右时，桥梁结构就很可能出现局部变形，从而产生裂缝。尤其是梁体、拱圈等承受较大应力的部位，更容易受到影响。一旦荷载超出结构的承载能力，结构就会发生变形，在应力集中区域就会产生裂缝，对桥梁的结构安全构成威胁。

1.3 地基变形

地基变形是桥梁施工中需要重点关注的因素，其产生主要源于多个方面。地基土不均匀性是常见原因之一，不同土质的承载能力和压缩性存在差异，这为地基变形埋下隐患。地下水位的变化同样不可忽视，水位的上升或下降会改变地基土的应力状态。此外，地基处理方法不当也会引发问题。在软土地基区域，地基加固的质量至关重要。如果加固未能达到标准要求，在桥梁自重的作用下，极易产生不均匀沉降。以连续梁桥为例，一旦一端地基沉降量超过 5cm，梁体就会发生扭曲变形，此时梁体与支座连接部位容易出现裂缝，这会影响桥梁的正常使用。因此，在桥梁施工过程中，必须高度重视地基处理工作，防止地基变形带来诸如裂缝等不良影响。

1.4 混凝土收缩

混凝土收缩包含塑性收缩、干燥收缩和自收缩等多种类型。塑性收缩出现在浇筑初期，由于此时混凝土表面水分蒸发速度高于内部水分补充速度而产生。在混凝土硬化过程中，随着水分的散失则会出现干燥收缩。另外，水泥水化过程中的内部自干燥会导致自收缩。混凝土收缩产生的裂缝多为细微且不规则分布的裂缝，在桥梁薄壁结构中，干燥收缩产生的裂缝较为常见。这种裂缝在初期不易被察觉，短期内影响有限。但长期来看，会显著降低结构的耐久性，因此在桥梁施工中必须重视混凝土收缩问题。

2 桥梁施工裂缝的控制要点分析

2.1 混凝土材料

混凝土材料的质量和性能对桥梁结构的稳定性有着关键影响。首先，在原材料选择方面，水泥的品种和强度等级应根据工程的具体要求谨慎选取。例如，对于大体积混凝土工程，宜选用低热水泥，以降低水化热，减少温度裂缝产生的可能性。同时，需要严格控制粗骨料的粒径、级配及含泥量等指标。研究表明，粗骨料粒径过大或级配不良，会影响混凝土的和易性，导致混凝土内部结构不均匀，提高裂缝出现的风险。含泥量过高的粗骨料会削弱混凝土与骨料之间的黏结力，一般要求粗骨料含泥量不得超过 1% 。细骨料同样不容忽视，其细度模数应适中，含泥量也应严格控制在3% 以内。在混凝土配合比设计时，要依据工程实际情况，准确计算水灰比。水灰比过大，会使混凝土的孔隙率增加，强度降低，抗裂性能变差。一般来说，桥梁混凝土的水灰比宜控制在 0.4～0.5AA 。此外，适量添加外加剂，如减水剂、膨胀剂等，能够改善混凝土的性能。例如：减水剂可降低混凝土的用水量，提高混凝土的强度和抗渗性；膨胀剂能补偿混凝土的收缩，减少收缩裂缝的产生。

2.2 施工温度

施工温度对桥梁施工裂缝的产生有着显著影响。在高温环境下施工，混凝土的水化反应速度加快，产生的水化热在短时间内难以散发出去，导致混凝土内部温度急剧升高。当混凝土内外温差超过 25°C 时，由于温度应力的作用，混凝土极易产生裂缝。在夏季高温施工时，应采取有效的降温措施。例如，对原材料进行遮阳降温处理，向混凝土搅拌物中加入冰块以降低入模温度。在寒冷天气施工时，混凝土中的水分可能出现冻结，产生冻胀应力，从而使混凝土结构遭到破坏。当环境温度低于 5℃时，混凝土的强度增长缓慢，低于-5℃时，混凝土可能遭受冻害。因此，冬季施工时需要对混凝土进行保温养护，如采用覆盖保温材料等方式，确保混凝土的养护温度不低于 5°C 。

2.3 对荷载进行规范控制

在桥梁施工中，尤其是面对多种荷载条件的情况下，裂缝的产生和发展是十分常见的。导致混凝土裂缝的主要因素有：应力集中，变形不均匀，材料的疲劳等。要防止混凝土裂缝，就必须从规范荷载的标准控制着手，制定一套切实可行的对策和措施。对该桥进行了合理的结构设计，并在不同受力状态下对其进行了全面的受力分析。在此基础上，对该桥型进行受力分析与计算，以保证桥梁能够经受住常规工作荷载，避免由于超载而引起的应力集中和裂缝。在施工阶段，特别是对重大设备或物料的搬运，应对载荷的幅值及分配进行严格的监控。对施工顺序进行调整，以免在刚构完成或受力不够理想时，对其进行超荷载以预防裂缝。

2.4 施工养护

施工养护是桥梁施工裂缝防治的重要环节。在混凝土浇筑完成后，应及时进行养护。养护的目的是保持混凝土处于适宜的湿度和温度环境，以促进混凝土的强度增长并减少裂缝的产生。对于普通混凝土，在浇筑后的12～18h ，应开始进行保湿养护。养护期间，混凝土表面的湿度应保持在90% 以上。可采用覆盖湿布、塑料薄膜或者喷洒养护剂等方式进行保湿养护。保湿养护的持续时间应根据混凝土的类型和环境条件而定，一般不应少于 7d，对于掺有外加剂或有特殊要求的混凝土，养护时间应延长至 14d甚至更长。此外，还应注意对混凝土的早期养护，早期混凝土强度较低，容易受到外界因素的影响。在混凝土终凝前，应避免在其表面行走或堆放重物，以免破坏混凝土的结构，导致裂缝的产生。

结束语：

在我国城市化建设进程中,桥梁工程项目的建造规模持续扩大，体量不断增长。未来，在桥梁施工中，应进一步加强新材料、新技术的研究与应用，提升施工质量控制水平，并加强施工人员的技术培训，以确保工程建设达到更高的质量标准，为交通基础设施的可持续发展提供有力保障。

参考文献：

[1]桥梁施工监控中桥梁裂缝成因研究[J].余拥华.价值工程,2019(21)

[2]桥梁施工监控及桥梁裂缝成因分析[J].刘爱龙.四川水泥,2019(03)

[3]大跨度桥梁施工监控技术及应用.吴腾飞.内江科技,2024(12)