摘要：文章針對薄壁橋臺的裂縫起因探討及結構的計算分析，提出了裂縫處理的方案與預防。
　　關鍵詞：公路工程，薄壁橋臺，裂縫
　　1薄壁橋臺構造及主要裂縫描述
　　某公路1～10m汽車通道，斜交角為42.743º，分為左右兩半幅，采用薄壁橋臺、樁基礎。其中0號臺橋臺寬為24.27m，臺身厚70cm，臺身高約為5.8m（由設計線至承臺頂面），臺身橫向分布筋采用Φ10，間距15cm。臺身下設承臺，承臺高1.2m，寬1.4m。承臺下設間距為6.1m～6.2m的D120cm樁四根。本橋臺施工后未架梁，未填土，2004年6月經觀測，發現0號臺左、右半幅橋臺臺身下緣分別發現兩條和三條豎向裂縫，分布在臺身的L/4及L/2處，裂縫長度為臺身高度的2/3，其中左半幅兩條均為貫通縫，裂縫最寬達0.5mm。
　　由于該公路還有多座類似的薄壁橋臺（未施工），盡管這些裂縫近期對橋臺承載力及結構功能沒有太大影響，但裂縫將導致鋼筋銹蝕，影響外觀形象，給人以不安全的感覺，這些裂縫如不能停止發展或得到妥善處理，必將對構造物的耐久性造成不利影響，必須盡快找出裂縫產生原因和處理方案，避免裂縫的發生。
　　
　　2裂縫成因分析
　　結構物的裂縫分為結構裂縫和變形裂縫兩類，其中大部分砼結構裂縫的原因是由于變形作用引起的，而變形作用包括溫度、濕度（影響砼收縮）和不均勻沉降。因本橋臺施工后未架梁，未填土，初步分析橋臺開裂主要是受自重及溫度、砼收縮等影響，裂縫為變形裂縫。結合裂縫形態，初步認為橋臺開裂與溫度及砼收縮有關。其開裂原因是由于：橋臺砼澆注后產生的收縮；較大體積的砼澆筑時所產生水化熱的影響；承臺與臺身存在溫差以及承臺與臺身砼收縮不同步。如臺身不受約束，臺身砼不會產生拉應力，反之將由于較大的拉應力而導致砼開裂。
　　計算分析中需考慮承臺與臺身的共同作用，砼收縮用溫降模擬。根據此設想，建立橋臺有限元模型，對橋臺進行空間分析。分析中考慮臺身與承臺溫差為10℃。分析結果見圖1至圖3：

　　圖1臺身應力云圖（受拉為正，單位Mpa）
　　
　　圖2臺身個別節點應力圖（受拉為正，單位Mpa）

　　圖3臺身變形圖（單位m）
　　由計算結果可得如下結論：
　　1．臺身砼在澆筑后，由于承臺對臺身砼收縮的約束，在環境溫降、溫差（臺身與基礎的溫差）的共同作用下，會在臺身的部分區域出現拉應力。
　　2．臺身為上緣受壓，下緣收拉，在靠近臺身與基礎的結合部分，臺身拉應力最大。
　　計算結果與開裂橋臺僅臺身下緣產生裂縫，而上緣未產生裂縫相吻合。
　　3．在考慮臺身與承臺溫差為10℃的影響下，臺身最大拉應力達2.454Mpa，超過臺身C30砼的抗拉標準強度為2.1Mpa。如再綜合考慮溫降、收縮、施工及其它不確定因素的影響，折算得出的臺身與承臺溫差將大大超過10℃，則臺身將會出現遠大于混凝土標準強度的拉應力，臺身產生豎向裂縫。
　　將橋臺臺身作為彈性力學的平面溫度應力問題來分析，也可得出類似的應力分布狀態。
　　
　　3標準圖及部分已完成工程中薄壁橋臺橫向配筋及防裂效果
　　1．有關標準圖（通用圖）
　　JT/GGQS013-85：薄壁臺身高5m（為臺帽頂至承臺面高度），臺身最寬18.7m，布設Φ8橫向鋼筋，間距20cm。
　　JT/GQB017-2000：薄壁臺身高5m，臺身寬18.4m，布設Φ8橫向鋼筋，間距20cm。
　　經調查，按此設計的部分橋臺發現豎向裂縫。
　　2．某高速公路一期工程
　　施工圖設計中薄壁臺臺身均采用Φ8橫向鋼筋，間距20cm，標準半幅橋寬14m，變寬橋臺身寬達21m。施工中有部分橋臺改用Φ12橫向鋼筋，間距15cm，施工后僅發現少部分橋臺（包括14m寬橋臺）有豎向裂縫。
　　3．某高速公路二期工程
　　薄壁臺臺身下部2～3米采用Φ16橫向鋼筋，間距10cm；臺身上部采用Φ12橫向鋼筋，間距15cm，標準半幅橋寬14m，變寬橋臺身寬達21m，施工后沒有發現豎向裂縫。
　　
　　4處理方案
　　從計算分析和資料調查可知，薄壁臺的設計與施工從理論到實踐上都是很成熟的。由計算可知10℃的溫差已能產生2.454Mpa的拉應力，如施工和養護中不加控制，臺身砼收縮等相當的溫差遠不止10℃，故將產生更大拉應力。這樣的拉應力單靠增加鋼筋來抵抗是不現實的，而是應通過加強管理，改善施工工藝和作好養護工作來解決問題。因裂縫為非結構性裂縫，采用下列方案處理：對已施工的橋臺，考慮到裂縫已產生，砼應力得到釋放，結構安全性仍有保障，并參考其他工程類似薄壁橋臺裂縫的處理，僅對裂縫做封閉處理，并進行觀察；對未施工的橋臺，采取以下措施：①薄壁臺臺身下部2～3米采用Φ16橫向鋼筋，間距10cm；臺身上部采用Φ12橫向鋼筋，間距15cm。②基礎與臺身的澆注時間不能相差太大，一般應控制在2周之內。③降低混凝土的澆注和凝結溫度，選擇低溫度環境施工，注意養生，必要時設法降低原材料的入模溫度。④科學確定原材料的配合比，必要時滲入高性能減水劑，將水灰比降至能保證施工的最低限度。⑤選用質量好的骨料，慎用早強型水泥，停止使用早強劑。⑥采用有利散熱的鋼模板，少用木模板，并延長拆模時間。經處理后，至今橋臺施工及使用過程中未再發現裂縫。
　　
　　5結論
　　通過對薄壁橋臺的計算分析及處理效果看，薄壁橋臺的豎向裂縫是完全可以避免的。薄壁橋臺產生豎向裂縫，有設計、施工、管理、材料、養護、氣候環境等方面的原因。標準圖（參考圖）也有其適用范圍，不能盲目套用標準圖（參考圖）進行設計及施工。消除薄壁橋臺的開裂，是一個需綜合考慮的問題，只有消除各方面的不利因素，才能最終消除裂縫。