易威
（黄冈市楚通路桥工程建设有限公司，湖北黄冈 438000）
1.1 裂缝类型
1.1.1 结构性受力产生裂缝
结构应力是路桥施工建设当中裂缝形成的重点原因之一，结构应力主要是外部因素引起，也就是承载力不足致使的结构应力超过了材料应力的最大值。这类裂缝通常是在设计阶段对钢筋混凝土构件承载能力计算不精准，对钢材延性的预估不充分，以及混凝土结构的宽度和长度增加造成。承载力不足引起的裂缝是桥梁结构强度不足的标志性体现，这种裂缝甚至可以贯通整个桥梁，因此，在发现这种裂缝时要迅速着手处理。
1.1.2 非结构性受力产生裂缝
非结构的裂缝是桥梁施工当中的重点开裂类别之一，它主要是由施工因素而引起的。桥梁施工过程中主要有温度裂缝、收缩裂缝和不均匀沉降引起的裂缝。温度变化引起的混凝土开裂是最常见的裂缝之一。温度裂缝是在桥梁建设过程中产生的，混凝土结构在热膨胀和冷收缩过程中形成的变形不均匀不同步产生的裂缝，通常在混凝土厚度大、不利于温度传递的地方发生。
1.2 道桥裂缝成因
1.2.1 设计问题
这种裂缝的产生一般是因为在设计初期钢筋混凝土结构的设计计算中存有较大误差导致的，进而造成了结构承载力不足，难以承受建设当中形成的负载而出现裂缝，这将造成很严重的工程事故。
1.2.2 环境问题
由于环境问题所产生的裂缝包括上述温度裂缝，由于架构的不均匀沉降而形成的裂缝以及不良水质的侵蚀所产生的裂缝，其中，由于地基不均匀沉降所产生的裂缝主要是其所处地基位于软弱土层，包括淤泥质土或湿陷性黄土等，而不良水质的侵蚀主要是其pH 值呈酸性或内部含有硫酸盐、氯化物等，对混凝土造成一定影响。此外，由于环境所产生的裂缝还包括在进行高空浇筑过程中所受到的大风和高温天气，对高空混凝土浇筑以及后期养护产生影响，进而导致裂缝。
1.2.3 施工技术问题
道桥工程在施工过程中由于施工人员的部分不当行为也会使结构产生裂缝，例如，在混凝土浇筑作业前，施工人员没有对模板和垫层进行足够量的水浇灌，而仅仅浇筑了混凝土，会造成混凝土内部的水被模板及垫层吸收，而混凝土本身发生干燥或塑性收缩的状况，进而在混凝土强度变化环节出现裂痕。
椒江二桥全长900 m，桥型为钢-混组合梁桥，上部结构为半封闭钢箱梁和混凝土桥面板组合梁体系。梁分左右两幅设计，半幅桥梁宽度为0.70 m（护栏）+11 m（行车道）+0.7 m（护栏）=12.4 m，左右幅有1.6%的向外横坡，人行道采用2%的向内横坡，纵坡为2.79%。桥面为厚度10 cm 的C50 混凝土桥面现浇层，随后铺设防水层，在桥面最上部铺设10 cm 厚的沥青混凝土。场地岩层分布情况为：第一层为人工填土；
第二层为灰黑色的有机粉质黏土；
第三层为粗砂，第四层为粉砂质泥岩；
第五层为风化岩。地表水主要为河水，地下水主要为基岩裂隙水和孔隙潜水。大桥所处地理位置主要气候为温带大陆性季风气候，最高温度38.2 ℃，最低温度为-36.9 ℃，年平均气温4.8 ℃，年平均降水量为477～568 mm，汛期一般出现在6～9月份。
2.1 裂缝成因
联合椒江二桥的设计与施工工艺剖析，导致混凝土桥面裂痕的重点原因包含如下几个方面：
1）当外界环境与架构内部温度不一样的时候，混凝土产生形变。假如形变遭受制约，则会导致架构内部的张力。当混凝土的张力超出混凝土的拉伸强度时，就会出现温度裂缝，早期水泥水化热很容易导致混凝土的温度升高，混凝土内部和外部温度差距大，导致混凝土的裂缝发生。
2）外部应力引起的裂纹。在单座桥梁施工中，由于起重机向前和桥面后部悬挂的影响，混凝土桥面出现一定的张拉，如果张拉过大，就会产生裂缝。
3）铸造段与铸造段的浇筑时间不同导致收缩张力和裂缝。
2.2 裂缝控制措施
1）考虑混凝土的水化放热以及构件表面冷却作用，控制混凝土结构的裂缝很难。优先使用混凝土的坍落度为8～10 cm左右的混凝土，同时减少使用水量、水泥材料选择水化放热低的水泥，逐步优化混合比的设计类似的降低水泥水化放热措施。
2）考虑到混凝土的龄期差对混凝土的收缩龟裂的影响，桥面板混凝土使用低膨胀混凝土来中和混凝土凝结收缩的影响。
3.1 减小桥面板混凝土收缩徐变
在确认了椒江二号桥混凝土配比之后，展开了C50 干硬性混凝土的收缩徐变实验，确认了收缩徐变对复合桥面板混凝土龄期影响比较大的混凝土。
桥梁面板现浇混凝土初期紧缩，徐变发生的形变速度比较快，6 个月后，收缩变化趋向于平稳，继续发生的形变比较小，可予以忽略。
3.2 在后浇缝混凝土以及桥面板施加预压力
单台桥面起吊机重量大概是600 kN，行走的时候重心往前移会对移动段桥梁面板形成一个连续增大的正扭矩，吊装后续桥梁段的时候也等同于增加一个3 000 kN 左右的外界负荷形成的正扭矩，这种状况都会让桥梁面板形成拉力，尤其是连接缝位置的混凝土拉应力。前支撑点处在湿连接缝边界位置，混凝土的拉力比较集中，混凝土的拉力质量比现浇段稍低。为确保混凝土不发生裂痕，桥梁面预应力是由施工时拉索的初张拉和悬臂拼装时主梁的预应力引起的，可以抵消预应力引起的应力。由于考虑了较大荷载出现的情况，预压力的存在可以确保桥面混凝土产生的拉力小于其自身的抗拉强度。
3.3 分次张拉斜拉索逐步逼近成桥线形及索力
在达到极限张力之前，在混凝土浇筑过程中，应将当前拉索拉伸3 次。一般情况下，混凝土浇筑完毕后，为防止混凝土接近初凝时的扰动，索力暂不张拉。当混凝土强度满足要求，张拉梁预应力满足要求时，对缆索进行放松，对挂篮进行锚固。施工过程中张拉拉索会引起桥面板的相对高度相差过大而产生过大拉应力，从而产生裂缝。椒江二桥采取了分多次张拉的手段确保保证桥面的小升小降，并逐条近似桥梁线形。为预防混凝土因为斜拉索调节使得桥梁面高程变动而形成裂缝，梁板斜拉索采取多次张拉方法，确保桥梁面低起低落，逐步接近桥线形。表1、表2 是椒江二桥斜拉索作业过程中一些拉索多次张拉索力值。
椒江二桥分成南岸与北岸，每个岸均有26 节自然段，伴随桥梁的逐段吊装连接，桥梁长度加长，桥身重量加大，后段的拼凑连接对已经吊装好的前段会产生影响，为达到成桥后桥梁总体线型与高程的要求，每段都会执行二次或者多次张拉来改变调控。从表1 和表2 能够发现，经过转变施工技术，分次分段调节斜拉索作用力大小，使桥梁面板标高细微变动以达到规避桥梁面板混凝土发生裂缝的目的。
表1 北主桥斜拉索分次张拉索力表 kN
表2 南主桥斜拉索分次张拉索力表 kN
3.4 对桥面板处拉索锚固区段的受力情况进行改善
在椒江二号桥原设计中，采用了在锚区桥梁面顶部架设钢筋网的方式。在和设计单位与工程部协商后，在拉索管道周围安装形状完好的钢筋，以增强管道和主筋间的联结，优化其所受作用力情况，预防产生裂缝。
钢-混组合梁桥结构形式虽被广泛采用，但混凝土部分的裂缝产生制约了这类桥梁结构的发展。尽管国内外学者对此类桥梁的裂缝控制进行了专门的研究，但实施效果并不理想。本文通过分析道桥建设过程中常见的裂缝类型以及形成原因，并结合工程实例，分析椒江二桥桥面板混凝土裂缝成因，提出了桥面板混凝土裂缝预防措施。
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