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摘要：本文以工程实例分析计算了拱桥8号墙裂缝产生的原因，并提出了相应的处理措施和预防措施。
关键词：裂缝 ；分析；处理
1 工程概况
某桥梁上部结构主跨为单孔60m双曲拱，边跨为2×8m的钢筋混凝土简支空心板，空心板坐落于1号、9号和8号墙上。全桥共设4道改性沥青伸缩缝，分别位于1号墙和8号墙处。主拱桥面设3道切缝（跨中、第二空腹拱顶处），切缝宽5mm，深40mm，沥青油填充；左右岸9号墙顶简支板桥面为连续布置，桥面铺装设切缝，缝宽5 mm，深40 mm，用沥青油填充；所有切缝均在桥面混凝土铺装层切割，沥青油填充后再铺沥青混凝土面层。护轮带在伸缩缝处断开，为防止桥面水进入渠道，该处护轮带设置了橡胶止水带。
桥梁下部为箱形墩基础，高8m，宽8m，长18m。箱型墩后按照1：1的边坡开挖，墩后回填3:7灰土，桥宽方向10m，桥长方向接原状土为止，回填压实度不小于0.98，其余部分按照渠道填土要求，回填压实度不小于0.98。箱内回填砂砾料粒径不大于50mm，含泥量不宜超过5%，相对密度不低于0.75。8号墙后设整体式钢筋混凝土底板，厚0.8m，上接M7.5砂浆砌石挡墙A，墙高5.4m，长7m；挡墙A后接挡墙B，墙高2.8m，长7m；两挡墙均为外坡式挡墙。
图1 桥梁立面图
2 裂缝发现
该桥于2008年5月20日完成桥面混凝土浇筑， 2008年6月25日开始临时通车。2008年7月14日下暴雨，造成桥梁左岸桥台挡墙两侧冲空，挡墙下沉，沉降值约为15cm。7月15日首次发现该桥左侧8号墙裂缝， 8号墙体系梁下部20cm~40cm处通长裂缝，裂缝最大宽度为2mm，系梁与9号墙相接处有明显拉裂迹象。
图2裂缝照片 图3裂缝照片
3 裂缝成因分析
3.1裂缝成因
经初步分析裂缝成因主要是：桥面铺装、护轮带及伸缩缝未按设计要求完成，临时通车期间桥面系不能发挥自由伸缩的功能，气温升高致使桥面体系产生温度胀力，压迫8号墙向外侧位移，导致裂缝产生。浆砌石桥台下沉说明基础回填不实，加大了8号墙背土压力；浆砌石桥台的不均匀沉降拉动和挤压8号墙发生变形也是发生裂缝的主要原因。
3.2分析计算成果
（1）为了模仿这个过程，在原设计模型的基础上，在3号和6号节点位置增加一个向外的位移，位移大小按照桥梁成桥时间计算，初步估算成桥时间和目前时间温升15度，桥面系长度取桥梁总长的一半45m，按照混凝土线胀系数0.00001计算，8号墙顶部位移值为0.7mm；模拟回填土不实时采用降低土的内摩擦角，本模型暂以土的內摩擦角比设计值小3度模拟计算。计算模型及结果见图4～图8：
图4计算模型简化图
图5弯矩图图6轴力图
图7剪力图 图8位移图
从内力图看出，系杆位置的弯矩为1551.92kN.m，轴力为836.34kN。按压弯构件计算，该部位截面弯距抗力1144.17kN.m＜1551.92 kN.m，裂缝最大0.275mm＞0.2mm，不满足规范要求。
（2）为了模仿由于桥台浆砌石挡墙不均匀沉降拉动和挤压8号墙发生变形，可在上一个模型基础上模拟由于不均匀沉降对8号墙产生一个附加集中力，作用点位置为桥台A底板中心对应的8号墙处。计算模型及结果见图9～图13：
图9计算模型简化图
图10弯矩图图11轴力图
图12剪力图 图13位移图
从内力图看出，系杆位置的弯矩为2145.01kN.m，轴力为836.34kN。按压弯构件计算，该部位截面弯距抗力1077.22kN.m＜2145.01kN.m，裂缝最大0.396mm＞0.2mm，不满足规范要求，且裂缝进一步增大。
综上建模计算可以看出，由于桥面系膨胀使8号墙产生强迫位移、墙后回填土不密实导致土压力增大以及不均匀沉降产生附加力后，8号墙体中部受力超过设计值，导致产生裂缝。如果温度继续升高，则强迫位移会更大，开裂弯矩也会增加，从而导致8号墙的裂缝会继续开展。
4 处理措施
根据上述裂缝成因分析计算成果，提出以下处理方案：
（1）查明漏水原因及漏水通道，完成永久防渗及排水措施后对左岸挡墙拆除重建。
（2）考虑8号立墙出现裂缝，需要进行加强。采用加高8号墙和9号墙之间的箱型墩肋墙的方案进行处理，肋墙加高5m，新老混凝土之间凿毛，设置拉筋。
（3）按设计图纸要求切开桥面和护轮带分缝，完善伸缩缝的施工，并将伸缩缝改为模数式，保证桥面系能够自由伸缩。
5 结论
通过以上工程实例分析，为防止8号墙裂缝出现，对于该类桥梁施工时应特别注意伸缩缝及台后填土的施工。
参考文献：
[1] 龙驭球、包世华. 结构力学教程，北京：高等教育出版社，2000.
[2] 河海大学、大连理工大学、西安理工大学、清华大学. 水工钢筋混凝土结构学（第三版），北京：中国水利水电出版社，1996.
[作者简介]：顾光富（1979.11-），男（汉族），江苏赣榆人，工程师，现从事道路桥梁工程、水利工程设计工作
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：裂缝 ；分析；处理
1 工程概况
某桥梁上部结构主跨为单孔60m双曲拱，边跨为2×8m的钢筋混凝土简支空心板，空心板坐落于1号、9号和8号墙上。全桥共设4道改性沥青伸缩缝，分别位于1号墙和8号墙处。主拱桥面设3道切缝（跨中、第二空腹拱顶处），切缝宽5mm，深40mm，沥青油填充；左右岸9号墙顶简支板桥面为连续布置，桥面铺装设切缝，缝宽5 mm，深40 mm，用沥青油填充；所有切缝均在桥面混凝土铺装层切割，沥青油填充后再铺沥青混凝土面层。护轮带在伸缩缝处断开，为防止桥面水进入渠道，该处护轮带设置了橡胶止水带。
桥梁下部为箱形墩基础，高8m，宽8m，长18m。箱型墩后按照1：1的边坡开挖，墩后回填3:7灰土，桥宽方向10m，桥长方向接原状土为止，回填压实度不小于0.98，其余部分按照渠道填土要求，回填压实度不小于0.98。箱内回填砂砾料粒径不大于50mm，含泥量不宜超过5%，相对密度不低于0.75。8号墙后设整体式钢筋混凝土底板，厚0.8m，上接M7.5砂浆砌石挡墙A，墙高5.4m，长7m；挡墙A后接挡墙B，墙高2.8m，长7m；两挡墙均为外坡式挡墙。
图1 桥梁立面图
2 裂缝发现
该桥于2008年5月20日完成桥面混凝土浇筑， 2008年6月25日开始临时通车。2008年7月14日下暴雨，造成桥梁左岸桥台挡墙两侧冲空，挡墙下沉，沉降值约为15cm。7月15日首次发现该桥左侧8号墙裂缝， 8号墙体系梁下部20cm~40cm处通长裂缝，裂缝最大宽度为2mm，系梁与9号墙相接处有明显拉裂迹象。
图2裂缝照片 图3裂缝照片
3 裂缝成因分析
3.1裂缝成因
经初步分析裂缝成因主要是：桥面铺装、护轮带及伸缩缝未按设计要求完成，临时通车期间桥面系不能发挥自由伸缩的功能，气温升高致使桥面体系产生温度胀力，压迫8号墙向外侧位移，导致裂缝产生。浆砌石桥台下沉说明基础回填不实，加大了8号墙背土压力；浆砌石桥台的不均匀沉降拉动和挤压8号墙发生变形也是发生裂缝的主要原因。
3.2分析计算成果
（1）为了模仿这个过程，在原设计模型的基础上，在3号和6号节点位置增加一个向外的位移，位移大小按照桥梁成桥时间计算，初步估算成桥时间和目前时间温升15度，桥面系长度取桥梁总长的一半45m，按照混凝土线胀系数0.00001计算，8号墙顶部位移值为0.7mm；模拟回填土不实时采用降低土的内摩擦角，本模型暂以土的內摩擦角比设计值小3度模拟计算。计算模型及结果见图4～图8：
图4计算模型简化图
图5弯矩图图6轴力图
图7剪力图 图8位移图
从内力图看出，系杆位置的弯矩为1551.92kN.m，轴力为836.34kN。按压弯构件计算，该部位截面弯距抗力1144.17kN.m＜1551.92 kN.m，裂缝最大0.275mm＞0.2mm，不满足规范要求。
（2）为了模仿由于桥台浆砌石挡墙不均匀沉降拉动和挤压8号墙发生变形，可在上一个模型基础上模拟由于不均匀沉降对8号墙产生一个附加集中力，作用点位置为桥台A底板中心对应的8号墙处。计算模型及结果见图9～图13：
图9计算模型简化图
图10弯矩图图11轴力图
图12剪力图 图13位移图
从内力图看出，系杆位置的弯矩为2145.01kN.m，轴力为836.34kN。按压弯构件计算，该部位截面弯距抗力1077.22kN.m＜2145.01kN.m，裂缝最大0.396mm＞0.2mm，不满足规范要求，且裂缝进一步增大。
综上建模计算可以看出，由于桥面系膨胀使8号墙产生强迫位移、墙后回填土不密实导致土压力增大以及不均匀沉降产生附加力后，8号墙体中部受力超过设计值，导致产生裂缝。如果温度继续升高，则强迫位移会更大，开裂弯矩也会增加，从而导致8号墙的裂缝会继续开展。
4 处理措施
根据上述裂缝成因分析计算成果，提出以下处理方案：
（1）查明漏水原因及漏水通道，完成永久防渗及排水措施后对左岸挡墙拆除重建。
（2）考虑8号立墙出现裂缝，需要进行加强。采用加高8号墙和9号墙之间的箱型墩肋墙的方案进行处理，肋墙加高5m，新老混凝土之间凿毛，设置拉筋。
（3）按设计图纸要求切开桥面和护轮带分缝，完善伸缩缝的施工，并将伸缩缝改为模数式，保证桥面系能够自由伸缩。
5 结论
通过以上工程实例分析，为防止8号墙裂缝出现，对于该类桥梁施工时应特别注意伸缩缝及台后填土的施工。
参考文献：
[1] 龙驭球、包世华. 结构力学教程，北京：高等教育出版社，2000.
[2] 河海大学、大连理工大学、西安理工大学、清华大学. 水工钢筋混凝土结构学（第三版），北京：中国水利水电出版社，1996.
[作者简介]：顾光富（1979.11-），男（汉族），江苏赣榆人，工程师，现从事道路桥梁工程、水利工程设计工作
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。