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摘  要：从双曲拱桥裂缝对拱桥结构整体性和安全性的影响出发，本文详细分析了双曲拱桥产生裂缝的原因，同时提出一些防治措施。

关键词：双曲拱桥；裂缝；原因；防治

引言

双曲拱桥具有充分利用污工材料的抗压性能，节省圬工和节省钢筋等特点，在很多城市中被广泛修建。但是双曲拱桥在施工和使用过程中将产生裂缝，这将对拱桥结构的整体性和安全性造成了很大的影响。本文主要分析了其裂缝产生的原因，同时提出了防治措施。

1．产生裂缝的原因

  （1）产生环向缝的原因

环向缝是产生在拱肋、拱波结合面上，平行与拱轴线的裂缝。环向缝产生的主要原因是采取足够保证主拱圈整体性的有效措施，有时设计中虽采取了保证组合截面在荷载作用下的整体性措施，但没考虑桥台水平位移或不均匀沉陷的影响，仍会出现环向缝，环向缝产生严重的双曲拱桥，往往主要是由于桥台发生过大的水平位移，这时拱顶正弯矩及拱腹的剪力大大增加，使拱顶结合面法向拉应力、拱脚结合面剪应力超过极限值而出现裂缝。环向缝是十分有害的裂缝，影响主拱圈的整体性，必须首先防止出现过大的桥台水平位移，其次采取加强主拱圈整体性的有效措施。

  （2）产生径向缝的原因

径向缝是垂直于拱轴线方向的裂缝，拱肋径向缝产生在拱顶附近正弯矩较大的区段。产生的原因往往是由于桥台发生过大的水平位移，拱顶部位正弯矩大大增加，拱肋的拉应力超过极限拉应力所致，初期修建的双曲拱桥中有些采用较大的拱轴系数，拱顶区段较平坦，拱顶正弯矩要大些，出现拱肋径向缝的可能性就较大些，当拱肋径向缝伴随环向缝同时出现时，将严重削弱主拱圈的截面强度，危害很大，应防止出现，过宽和过密集的拱肋径向缝也将削弱主拱圈截面，一般拱肋系钢筋混凝土结构即使在强度满足要求时，也可能出现一些裂缝，当不存在环向缝、拱肋径向缝的宽度在0.2毫米以下时是容许的。

  （3）产生波顶纵缝的原因

波顶纵缝是出现在板波顶部沿拱轴线方向的裂缝，较多地出现在拱顶附近，有时也出现在拱脚附近。早期采用的填平式拱板，由于波顶为最弱截面，现浇混凝土厚度大，收缩多，容易因收缩而在波顶拉裂。现采用波型或折线型洪板，可防止这种裂缝的出现。横向联系不够，是产生波顶纵缝的文一个重要原因。早期采用拉杆作为横向联系构件，刚度小，又易松动，往往因拱肋扭转及横向挠度过大而引起波顶纵缝。现采用足够数量的横隔板或横系梁，横向刚度较大，即可防止这种裂缝。采用过大的拱轴系数，拱顶区段非常平坦，也容易出现拱顶区段的波顶纵缝。现一般都采用较小的拱轴系数，有利于防止波顶开裂。而拱背不设锚入台座钢筋的双曲拱桥，拱背径向缝往往出现在拱脚截面，即与台座的接触面上，这种裂缝会引起主拱圈内力的种分布，减小拱脚弯矩，但过大的桥台位移，因为它将使拱脚截面拱肋混凝土压力超过极限值的压坏。

  （4）(4) 混凝土施工质量控制不好

目前施工队伍的素质普遍差，图省力、浇筑速度快，往往在施工现场往混凝土中加水或无控制掺加混凝土流化剂，造成混凝土塌落度过大，甚至离析，导致混凝土裂缝；混凝土浇筑后未及时进行二次以上木抹子搓毛或混凝土塑性收缩产生的裂缝，未在其终凝前消除而留下后患；大风或高温天气施工，无养护措施；大体积混凝土施工时无温控措施，导致混凝土内外温差大于25度而开裂；模版支撑不牢，导致模板变形，模版过早拆除，梁板结构早上荷载等都会导致混凝土开裂。

  （5）混凝土施工环境的影响

施工时的气象条件是影响混凝土结构产生裂缝的重要因素，风速为16m/s时，混凝土中水分蒸发速度为无风时的4倍，环境相对湿度为10%时的蒸发速度是相对湿度90%时的9倍以上，如将风速和湿度影响叠加起来，混凝土的干燥速度就可相差10倍以上，导致混凝土开裂，许多时候裂缝多而深，甚至形成贯穿性裂缝。

  （6）其他原因

除了以上原因，还有温度应力、混凝土的徐变、墩台不均匀下沉和桥梁的弹性挠度等，这些将使双曲拱桥产生裂缝。

2．防治措施

  （1）拱波表面的处理

采用专用工具（如小锤、手铲、钢丝刷）将拱波表面3-4cm范围内的裂纹整平，然后沿着缝开挖1cm宽和0.7cm深的槽子, 接着用丙酮将拱波表面的油污清理干净，等表面的水干燥后，方可进行下一道工序。

（2）拱波裂纹整治的施工方法

首先将专业用料（如环氧腻子）填平裂缝, 待树脂差不多干净时顺着裂纹涂刷宽约7cm的环氧腻子，然后贴上宽约7cm的玻璃丝布, 在贴的过程中，务必要确保张贴平整且密贴, 同时控制搭接的长度不要小于5cm。根据当天的天气情况, 过一段时间后再涂刷一道环氧腻子和玻璃丝布。最后涂刷环氧腻子用以覆盖平整。这样总共就有二层玻璃丝布和三层环氧腻子的防水层。

（3）优化原材料

1）合理选择原材料  在选原材料的过程中应选择细集料，宜采用细度模数为2.8-3.0的中砂，如河砂细度满足不了可在砂中掺入细度模数为3.2左右的机制砂，且控制砂的含泥量。

2）正确确定配合比  掺入一定量的粉煤灰和矿粉能减小混凝土早期收缩，虽降低幅度不大，48h分别降低6.2%和11.6%，但对减小混凝土早期开裂还是有利的。在满足泵送前提下，尽可能降低砂率和水胶比。对抗裂要求高的地面，可掺入聚丙烯等化学纤维或钢纤维。采用相对收缩小的外加剂，如聚焌酸盐系高效减水剂。大体积混凝土采用60d、90d强度，尽量降低水泥用量，可掺入矿粉、粉煤灰。

（4）加强施工质量的控制

施工前，应对施工单位进行口头和书面技术交底：混凝土施工时应分层布料，浇灌速度不宜过快，以防止混凝土沉降引起水平裂缝，要采用振捣棒移动间距应保证振捣半径有重叠画，每点振捣5-15s，以防止混凝土过振，表面砂浆层过厚而开裂，首次振捣1-2h后，宜复振一次，这样既可提高混凝土强度5%-15%，又可愈合早期裂缝，提高混凝土抗裂性；如预拌混凝土必须采用不沫子对梁板结构表面二次以上抹压，特别是在混凝土终凝前设专人找裂缝

（5）处理裂缝

终凝前设专人找裂缝、拍打愈合裂缝。一般网状小裂缝力争在梁板结构做面层时消除，可在水泥砂浆中加入防水剂、膨胀剂防止渗漏和钢筋锈蚀，如裂缝较深，则可请专业队伍压力注浆，但费用较高。

（6）掌握双曲拱桥状况，完善技术资料，为平时养护和预防工作提供必要条件

为防止裂缝产而影响桥梁的正常运营，必须掌握有关双曲拱桥设计文件的施工记录、质量检验、竣工验收以及运营状况记录、检查记录、维修加固记录等技术资料。但有的双曲拱桥由于建造年限较长或其它原因，致使技术资料不全。因此在双曲拱桥的养护和预防工作过程中，必须采取各种调查和测试手段，建立和完善必要的档案资料库。技术资料为双曲拱桥营运使用及养护加固工作创造了有利条件，可为合理安排现场检查和决定加固维修方案提供可靠依据。

3．结论

  本文从双曲拱桥裂缝对拱桥结构整体性和安全性的影响出发，详细分析了双曲拱桥产生裂缝的原因，同时提出一些防治措施。在修建双曲拱桥过程中，由于对一些规律认识不足，有些桥出现了一些裂缝，广大建桥职工正确对待这一新生事物成长中难以避免的缺点。调查研究，分析原因，总结经验，判断一些裂缝的容许限度，并提出了一套行之有效的措施。现在，已经完全能够防治有害裂缝的出现，在双曲拱桥上部构造的设计中，必须充分吸取这些经验。

参考文献：

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[2] 任锦夫．双曲拱桥裂纹的产生与预防[J]．市政建设，2011，（05）：28-34.

[3]谭仲展．浅谈双曲拱桥腹拱裂缝成因及处理措施  [J]．交通世界，2012，（10）：28-34.下载本文