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优质知识分享：

以期为混凝土桥梁的施工提供参考

      关键词 混凝土；桥梁；裂缝；种类；成因  　　近年来，随着经济建设的需求，潘集区扶贫开发工作发展迅速，其中包括农田水利基础设施建设

    为此，混凝土桥梁工程建设如火如荼

    但在桥梁建设和使用过程中却出现了一些问题，如裂缝等，对工程质量产生不利影响

    笔者针对混凝土桥梁裂缝的种类及产生原因作简要的分析，以期为控制裂缝寻求可行的方法，达到提高工程质量的目的

      　　1 施工材料引起的裂缝  　　水泥、砂、骨料、拌合水及外加剂等材料是构成混凝土的主要成分，如果这些材料的质量不合格，则都有可能造成结构产生裂缝

    一是水泥

    如果水泥出厂时受潮或过期，安定性未达标，氧化钙含量超标，含碱量过大，强度不够等，均可造成混凝土开裂

    二是砂石和骨料

    如果砂石粒径比较小、孔隙率过大、级配不合格，会增加水泥和拌合水用量，则对混凝土强度产生影响，使其进一步收缩；特别是不达标的特细砂将对混凝土强度的影响更大

    砂石含有机质和轻物质过量，会使水泥的硬化过程延长，导致混凝土强度下降

    砂石中含有较多的云母，会降低水泥与骨料的粘结力，导致混凝土强度下降

    砂石含泥过多，从而增加了水泥和拌合水量，同时导致混凝土强度、抗冻性、抗渗性等性能下降【1】

    三是拌合水及外加剂

    如果拌合水或外加剂中存在的氯化物等杂质量过高，则会很大程度地影响钢筋锈蚀

      　　2 施工工艺引起的裂缝  　　混凝土桥梁的施工工艺包括混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装等内容，如果在施工过程中某个工艺出现问题未达标、质量低劣，则比较容易产生各种裂缝【2】

    不同原因造成的裂缝，其出现的部位、走向、宽度不同

    其中比较常见的：一是施工前支架的压实和刚度处理准备不充分，其在浇筑混凝土后不均匀下沉，造成混凝土产生裂缝

    二是混凝土振捣处理时密实度不够且不均匀，存在蜂窝、麻面、空洞等现象，造成钢筋锈蚀从而出现裂缝

    三是混凝土搅拌和运输时间过长，使水分蒸发量偏大，造成混凝土塌落度不高，从而产生不规则的收缩裂缝

    四是混凝土浇筑过程的持续时间过短，缺乏流动性，导致其硬化前沉实不足，硬化后沉实过大，经常在浇筑后几小时内出现裂缝【3】

    五是混凝土分层或分段浇筑时，如果不能正确处理接头部位，则在新、旧混凝土与施工缝之间很容易产生裂缝

    六是模板刚度不能满足施工要求，其在浇筑混凝土时因为受侧向压力的作用而发生变形，从而造成与其变形相同的裂缝

    七是施工时拆模时间未控制好，如果过早拆模会导致混凝土强度不够，构件因为受自重或施工荷载的作用而出现裂缝

    八是未按正确顺序进行安装，从而产生裂缝

    九是缺乏施工质量控制意识

    对混凝土的配合比例把握不准，随意套用，未能严格控制水、砂石、水泥材料的用量，使混凝土强度和其他性能降低，造成结构开裂

      　　3 环境因素变化引起的裂缝  　　一是湿度变化引起的裂缝

    在混凝土的养护初期，如果遇到干燥的天气，会使其与大气接触的表面上产生不规则的收缩裂缝

    二是温度变化引起的裂缝

    一般年温差、日照、骤然降温、水化热等因素是造成温度变化的主要原因

    混凝土对温度变化表现出热胀冷缩的特点，遇到外部环境或结构内部温度发生变化时会变形，当变形存在一定制约后，造成结构内部产生应力，如果应力大于混凝土抗拉强度，就可造成温度裂缝

    三是冻胀引起的裂缝

    气温小于0 ℃时，吸水饱和状态下的混凝土发生冰冻，其体积膨胀，产生膨胀应力；加之其凝胶孔中的过冷水通过微观结构中的迁移和重分布导致渗透压形成，进一步增加膨胀力，使强度降低，产生裂缝

    混凝土冻胀裂缝产生的主要因素有：骨料中的泥土等杂质含量超限；骨料中孔隙比较多、吸水性比较强；水灰比过大、振捣的密实性不够；养护措施不力早期受冻等【4】

    混凝土早期遇低温天气预防不到位，受冻后还会出现构件表面有裂纹、局部剥落、脱模后空鼓等现象

      　　4 荷载变化引起的裂缝  　　混凝土桥梁荷载变化引起的裂缝，主要包括次应力和直接应力产生的2种裂缝

    其中，次应力产生裂缝的原因：一是在设计外荷载作用下，结构物的实际运用与常规计算比较存在一定的出入，或计算时未加以考虑，造成某些部位产生次应力，使结构发生开裂

    二是在常规计算中，如桥梁结构中凿槽、设置牛腿等处，运用准确的图形进行演算存在很大难度，一般仅依据经验设置受力钢筋

    一般在结构的形状突变处、受力钢筋截断处或转角处，容易产生裂缝

      　　直接应力产生裂缝的原因：一是设计阶段

    结构应力假设与实际应力不吻合，如荷载存在少算或漏算现象；计算模型不够合理；结构计算时漏算部分内容；结构安全系数未达标，设计时考虑不周全，未考虑到施工时一些可能发生的情况；设计断面时不能满足要求，钢筋布置存在问题或设置量不够；结构刚度不能满足要求，构造处理不合理；设计图纸模糊，不能正确指导施工等

    二是施工阶段

    施工人员未按设计图纸施工，擅自更改施工程序和结构应力模式；忽略预制结构的受力特点，自行翻身、起吊运输安装；施工时未对施工机具、材料的堆放加以限制；缺乏对结构的疲劳强度在机器振动条件下进行验算等

    三是使用阶段

    对超出设计荷载的重型车辆过桥未进行阻止，一些车辆行驶中接触或撞击桥体；遇到大风、大雪天气等【5】

      　　5 其他因素引起的裂缝  　　一是收缩产生的裂缝

    混凝土收缩造成的裂缝是水利工程中经常出现的现象

    一般收缩裂缝大多发生在表面，裂缝纵横交错，且宽度较细，无任何规律

    施工中水泥品种、标号及用量、水灰比、骨料品种、外搀剂、振捣方式和时间、养护方法、外界环境等因素是产生混凝土收缩裂缝的主要原因

    二是钢筋锈蚀引起的裂缝

    由于混凝土质量不合格或保护层的厚度未达标，二氧化碳侵蚀炭化保护层，直至钢筋表面，使钢筋中铁离子与入侵至混凝土中的氧气和水发生锈蚀反应，随着锈蚀物体积增大，其开始对四周的混凝土产生膨胀应力，使混凝土出现开裂、剥离现象，最终沿钢筋的纵向发生裂缝

    钢筋受锈蚀因素影响，其有效断面缩小，其与混凝土握裹力降低，结构承载力变小，从而产生结构性破坏

    三是基础变形引起的裂缝

    主要表现为结构性开裂，其产生原因是基础水平方向位移或竖向沉降不均匀，导致混凝土结构的抗拉能力小于结构中产生的附加应力【6】

    地质勘察精度未达标、试验资料不准确；结构荷载存在大的差异；地基冻胀；基础建造分期完成；地基地质存在大的差异；结构基础类型存在很大差别；桥梁基础设在滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质基础上等，这些因素是造成不均匀沉降的主要原因

      　　6 参考文献  　　【1】 吕宇新.桥梁裂缝产生原因浅析【J】.中国西部科技，2005（7）：13-17.  　　【2】 王斌.桥梁混凝土裂缝种类和成因分析【J】.河北建筑工程学院学报，2005，23（2）：70-73，75.  　　【3】 安业，王庆华，郑炳辉，等.桥梁裂缝产生原因分析【J】.安阳工学院学报，2005（3）：32-36.  　　【4】 杨广林.桥梁裂缝产生原因浅析【J】.内蒙古科技与经济，2006（5）：133-135.  　　【5】 李浩浩，严同金.桥梁裂缝产生原因浅析【J】.四川水力发电，2005，24（12）：41-44，53.  　　【6】 杨惠德，高德明 .分析和防范桥梁裂缝的几点建议【J】.交通标准化，2005（6）：36-39. 主要由客运中心、货运中心、汽车维修中心组成，其中客运中心日发送旅客量达到15000人次/日

    近几年来，长途汽车站的职能发生了引人注目的变化，许多城镇中的汽车站已由单一的客运功能向多元化的方向发展

    汽车站的职能已转化成了具有交通服务、文化娱乐和信息交流等多种功能的“窗口”

    因此，将临海市客货运中心设计成一座以公路客货运服务为主，集停车、维修、商贸、餐饮、娱乐、住宿、办公、汽配等综合服务为一体的综合性建筑

    该建筑位于浙东临海市城关镇，总建筑面积为33960m２，总用地为75388m２

     　　临海市是浙东著名的古镇，又是台州地区主要的交通集散地

    因此，在方案阶段，就将临海市客货运中心的设计确定了以下的主导思想，即：创造临海市客货运中心的新形象，体现日新月异的临海市现代化的交通网络

    保持和发展原有城市格局和风貌，创造新型的城市融合空间

    通过合理的平面布置，严格的流线设计及各种配套设施的合理组合，形成较完善的客货运服务体系

     　　2、总平面设计 　　临海市客货运中心基地位于城镇内快速主干道上，南侧为宽34m的柏叶路，西侧为宽52m的靖江路（104国道），东侧为花街路，北侧为规划道路

     　　在总平面设计时，充分考虑城市规划布局，外部道路性质、周围环境因素及客货运中心本身性质特点，在基地西南侧道路交叉口布置客运中心，包括客运中心站房、办公楼、附属用房、客车停车场；在基地东侧布置货运中心，包括货运站房、货运仓库、货运装卸场地；在基地北侧布置汽修中心，包括汽修站房、汽修作业场地以及为三大区域服务的洗车场

     　　由于客运中心主楼面向主要道路交叉口，圆弧型建筑内退道路红线95m，南翼及西翼辅助用房后退20m，形成气势宽阔并与喷水池、园林绿化有机相结合的站前广场

    广场内分别单独设置出租车、社会车辆、三轮车、公交车及货车等停车场，方便到站与出站的广大旅客，满足不同层次的需求

     　　3、客运中心 　　客运中心为圆弧形与直线形的组合体，是整个建筑群中的主体建筑，位于基地西南区两条主干道的交叉口，圆弧形的6层主体建筑正对道路交叉口，直线形的3层辅助用房分别与104国道及柏叶路平行

    主楼一层中间为售票大厅，左、右分别为快速候车厅与普通候车厅

    售票室位于售票厅正面，调度室则面对停车场

    问讯处、广播监控室、医务室、小件寄存处、休息处分设于售票大厅两侧，使售票大厅具有售票及服务的双重功能

    售票大厅及两个候车厅都为高9m的二层共享空间

    主楼二层为共享空间的夹层部分，布置了咖啡茶座、商场等，并通过连廊及楼梯将售票大厅与两个候车厅相连

    为满足多功能的使用要求，主楼三～五层设置办公用房与宾馆客房区，六层为大空间多功能厅

    由于圆弧形主楼平面长度超过100m，故在主楼中间作竖向分隔，办公区位于西面，宾馆客房区位于东面，二者在底层均设有独立的门厅，合理地解决了平面与垂直交通的组合关系

    主楼两侧的三层辅房为客运中心及宾馆的配套用房，设置了餐饮、娱乐、商场、办公等功能

    建筑物的底层有宽35m的外柱廊将圆弧形的主楼与两侧辅房相连在一起

    本设计采用多功能的建筑平面布局，使客运中心具备了现代化的客运服务体系

     　　临海市客货运中心位于市区的显要位置，它作为一组大型的综合通建筑，自然成为临海市的标志性建筑之一，成为反映现代城市形象的窗口

    因此，其建筑造型就要着重于体现在尊重整体格局的前提下努力创造有个性、富时代感的建筑

    面对城市道路交叉口，圆弧形主楼取意于轻盈展翅翱翔的海鸥形象，象征着临海这个古老而又崭新的滨海城市

     　　整个建筑造型为圆弧形主体建筑和两侧直线型建筑组合而成，圆弧平面长100多米，设计中将平面、立面均作三段式分割

    平面三段用两个高30m的圆形大柱体来分割，中间部分为隐框玻璃幕墙，左、右两部分为实墙面上开小方窗，虚实对比强烈，突出中段，双圆柱给人以强烈的视觉感受

    竖向三段，其底部内侧为透明全玻璃，外侧为装饰柱廊，采用空透手法，中段为实墙面上开小方窗，顶部为装饰网架

    四周悬挑3m，圆弧形主楼两端的半圆形层层出挑与网架呼应，形成完整的展翅欲飞的建筑形象，面对半径为95m的半圆形城市公共广场，使建筑与广场空间有机地结合在一起

    两侧辅房与货运办公楼采用竖向三段设计手法，底部装饰外柱廊，空透虚渺，中间条形玻璃幕墙加以小装饰柱帽点缀，顶部大屋檐飞挑与主体圆弧造型相呼应，而把货运办公楼的半圆形玻璃接待厅作为直线型建筑体量的收尾与总结

    整个建筑群以超凡的横向铺陈的体量和轻盈展翅欲飞的形象，营造与象征出了现代交通建筑的魅力与内涵，使旅客与市民对临海市客货运中心建筑群有着一种自在的融入感与自豪感

     　　4、结构形式与建筑设备 　　临海市客货运中心主楼为多层框架结构，其中底层售票大厅为长19m的圆弧形大跨度钢筋混凝土结构，顶层多功能厅为17m大跨度钢筋混凝土结构

    两侧辅楼均为多层大空间框架结构

     　　主楼售票大厅、候车厅、多功能厅采用集中空调，各层办公楼及宾馆客房为风机盘管加新风

    主楼采用楼宇自控系统，对空调、照明、用电记费进行控制

    另还配有先进的消防报警和保安监控系统

     　　临海市客货运中心于1999年初开始施工建设，一年后建成并于2000年4月投入试营业，计划于10月正式投入运行

    据将近半年的试运情况来看，有关主管部门和业主方均反映良好，颇为满意