朱会超
安徽省鼎源工程建设股份有限公司
摘要：本文作者对桥涵砼产生裂缝的几个原因进行了分析研究，希望引起大家的重视。
关键词：荷载；裂缝；变形
从上世纪90年代初期开始，综合国力的不断提高，我国基础建设迅猛发展，尤其是在交通基础设施建设中尤为突出。高速公路建设中兴建了大量的桥梁涵洞，发挥其良好的经济、社会效益。但是很多因裂缝引起的桥梁、涵洞垮塌事件，也造成了很大的影响，引起这些事件的原因多是因为桥梁混凝土裂缝引起的，本人就其桥涵裂缝产生的原因，浅谈对它的几点认识。
桥涵裂缝产生的成因复杂而繁多，甚至多种因素互相影响，但每条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，桥涵混凝土裂缝就其产生的原因，大致分为以下几种：
一、荷载引起的裂缝
1、在设计计算阶段：结构计算时部分漏算或在结构受力假设与实际不符，以及内力与配筋计算错误，结构安全系数不够，钢筋设置偏少或布置错误，结构刚度不足等。例如，合徐高速公路，在2000年初，沿线许多桥梁涵洞的梁板，已部分完成，设计院又因钢筋设置偏少及结构刚度不足等原因，重新布置桥涵梁板及涵洞盖板钢筋，对已完成的部分，已成为高速的质量安全隐患。
2、施工阶段：不加限制地堆放施工机具、材料，不了解强制结构的受力特点，随意翻身、起吊等加之在施工技术人员以及监理人员不严谨造成的次品、不合格品。比如，梁板的起吊，梁板是下部受拉构件，在起吊时，起吊梁的两端而不应以安装好就可以，不论起吊过程的现象，否则会不堪设想，桥梁未进行桥面铺装，如过重型机械直接作用于梁板，仅是单独梁板集中受力，不是桥梁整体受力，涵洞盖板顶未填土前，严禁任何重型车量通行，而往往这一环节都不被重视。
3、使用阶段：许多车辆严重超出设计荷载过桥，以及大雪、地震等自然危害。
4、桥梁梁板经常需要凿槽开洞，一般根据经验设置钢筋，有关资料表明，受力构件挖孔后，在孔洞位置受力比较集中，在大跨径预应力连续梁中，经常在工作洞截断钢束，设置锚头在锚固断面附近可以看到裂缝，要对此位置进行处理。
二、由砼缩水引起的裂缝，砼结硬后，随着表面水分逐步蒸发，温度逐步降低，砼体积变小，因砼表层水分损失快，内部损失慢，表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部砼收缩的约束，使砼表面产生拉力而产生的裂缝，配筋量越大越明显，合徐路3*4.5m箱涵就出现砼表面裂缝较细，且纵横交错成龟裂状，形状没有任何规律的因缩水引起的裂缝。
影响混凝土收缩裂缝的主要原因有：
1、水泥品种：标号及用量，标号越高，单位体积用量越大，收缩裂缝越明显。
2、骨料品种，吸水率越小，收缩性较低，吸水率大，收缩性较大。
3、水灰比越高，收缩性越大。
4、外界良好的养护环境可以减小其收缩性，可获得较高强度。
5、振捣方式及时间也是影响其收缩裂缝的因素之一。如振捣时间太短，振捣不密实，形成砼强度不足或不均匀，时间太长，易造成砼分层，粗骨料沉入下层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。
三、温度变化引起的裂缝
砼具有热胀冷缩性质，当外部环境发生变化时，砼将发生变形，若其遭受约束，则结构产生的内力使其产生裂缝，一般可通过桥面设置伸缩缝及活动支座或设置柔性墩等措施相协调。
对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可提高砼的抗裂性，合徐高速公路分离立交桥在施工过程中，设计院下发文件，增配梁板两侧两根Ф12mm钢筋以增强其抗裂性。
四、地基基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，导致裂缝。
1、地质勘察不准确，地基地质差异太大，在山区这种情形尤为突出，一个涵洞或桥梁基础，可能出现部分是岩石，部分是软基，如处理不当将会引起严重后果，如是涵洞应按设计多设几道沉降缝并在地质变化处多加一道，并且对桥梁、涵洞的基础处理要做一个可靠的处理方案，高速公路某些涵洞就因出现这种情况而导致返工、报废等严重后果。
2、结构荷载差异太大，在地基情况比较一致情况下，各部分基础荷载差异太大，可能出现沉降不均，例如，合徐高速公路，高填土箱涵中部比两边荷载大，中部沉降比两边大，已出现沉降缝位置30~40mm不等的错台现象。
3、由扩建建造的基础，由于原有的桥涵不能满足现行需要，在原有桥涵基础上进行拼宽处理，或分期改造而沉降不均匀可能会出现裂缝。
4、桥梁建成后，原有地基条件变化，在当时施工中，地基承载力满足设计地基承载力要求，但因大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大，还可能因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基下沉等影响而产生的裂缝，成为一质量安全隐患。
5、不合理的施工工序造成水平推力也是对结构产生裂缝的因素之一。例如，涵洞盖板未吊装盖板就进行全部回填，轻则可能引起台身裂缝，重则台身倾覆，桥梁吊装，最好在台背回填一部分再吊装，一部分为吊装提供有利场所，再者防止梁板作用于台帽的压力，使之前倾。
五、因保护层不足、钢筋锈蚀引起的裂缝
由于砼质量较差或保护层厚度不足，砼保护层与CO2反应，使钢筋发生锈蚀发生膨胀现象，导致保护层砼开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝并有锈迹渗到砼表面，许多予制梁板表面由于浇筑砼时钢筋上浮，易出现此情况，为了避免此情况的发生，施工时要严格控制水灰比，提高砼的振捣质量，严格控制含氯盐的外加剂的用量。
六、施工材料质量引起的裂缝
1、水泥
A、水泥安定性不合格，使得砼抗拉强度下降，受拉区造成裂缝。
B、水泥出厂强度不足或因受潮过期，使砼强度不足，而使砼开裂。
2、砂石的粒径，级配及杂质含量也是影响其砼强度和产生裂缝的重要因素之一。
七、施工工艺质量引起的裂缝，在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，容易产生纵向、横向的、斜向的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。例如，混凝土保护层过厚或因浇筑工人乱踩已绑好的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，则产生与受力筋垂直方向的裂缝。又如，装配式结构，在构件运输、堆放时，如支承垫木位置不正确，或吊装吊点位置不当，均可能产生裂缝。
总而言之，一座桥梁从设计、建造到投入运行使用，牵涉到设计、施工、监督、运营管理等各个方面，可能由设计疏漏、施工低劣或者监管不力，任何一个环节出了问题，均可能使桥梁涵洞出现裂缝。因此严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工、监理，是保证桥梁、涵洞等结构安全运行的前提和基础。