道路桥梁设计和施工过程中裂缝成因分析

道路桥梁设计和施工过程中裂缝成因分析

杨传禄

大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁省大连市 116000

摘要：目前我国城市化建设和科技水平的快速发展，施工裂缝的控制在道路桥梁设计中是主要工作。在道路桥梁建设工程进行期间，混凝土作为工程常用的材料，直接关乎工程整体质量，但是受到外界因素与环境因素的干扰，在工程过程或是投入使用的一段时间出现裂缝，对桥梁行车与人员造成一定的安全威胁。在路桥工程进行期间，必须增加对裂缝控制工作的重视程度，管理人员应该明确自身在此项工作方面承担的责任，掌握裂缝控制方法，在科学的控制手段下，提高混凝土结构的整体质量。

关键词:道路桥梁；施工裂缝；成因；控制措施

引言

道路桥梁工程建设中，混凝土施工环节在整个施工过程中十分重要，这主要体现为，除了会对整体的道路桥梁质量产生影响外，还会很大程度上决定后续施工能否顺利进行。道桥梁工程因混凝土裂缝而产生质量问题的现象十分普遍，这在很大程度上降低了我国道路桥梁工程的质量，甚至会影响广大民众的出行安全，从而造成不必要的财产损失。因此，如何正确查找桥梁工程混凝土产生裂缝原因并进行相关处理措施，具有十分重要的现实意义。

1道路桥梁裂缝概述

道路路面裂缝的类型主要可以分为以下几种： （1）纵向裂缝。通常情况下，在道路的边缘位置经常会出现纵向裂缝，纵向裂缝与道路的延伸方向相同，所以被叫作纵向裂缝，此种裂缝对道路整体质量产生的影响比较大，对道路路基结构造成不同程度的破坏，从而引发沉降问题。（2）不规则裂缝。此种裂缝比较散乱，没有规律可循，导致这种裂缝产生的原因主要是温度发生变化。（3）网状裂缝。在道路路面中，此种类型的裂缝表现为网格状，主要是长期受到路面行驶车辆的压力而形成，这种裂缝刚出现时的数量较少，表现为纵向状态，并且相互之间交叉在一起，随着时间的推移逐渐演化为网格状裂缝。（4）横向裂缝。这种裂缝和纵向裂缝相反，它经常出现在路面中间，和道路的延伸方向保持垂直，主要是长期承受超负荷的压力和温度变化的影响而产生。

2混凝土施工技术要点

在道路桥梁工程建设中，混凝土施工是重要步骤，其不仅会对整体施工质量产生影响，而且会影响工程后续作业。其施工技术要点有以下方面：（1）在运输混凝土时，尽量确保混凝土的和易性及入模温度满足设计及规范要求。（2）浇筑水下混凝土时，必须保证所使用的漏斗容积满足封底所用的混凝土量，到桩顶位置时超灌1m，并确保桩顶混凝土没有浮浆。（3）在把握好混凝土下落高度的前提下，对墩柱、承台进行浇筑，采用敞口串筒进行浇筑，敞口串筒由白铁皮制作而来。为了便于浇筑，需在串筒接口位置放置混凝土输送泵，有利于浇筑到达合适位置，防止出现离析等问题。（4）在对混凝土进行振捣时，为了让混凝土整体保持稳定，需下插于混凝土5-10cm的位置。一般浇筑混凝土的时候，落差保持在300-450mm，当落差大于2m须采用串筒。分层浇筑混凝土，剔除接触面层处的水泥浆，露出坚硬石子面后清理干净。当同条件养护试块达到拆模强度后，可将混凝土模板拆掉。

3裂缝形成的原因

3.1荷载问题

经过研究发现混凝土出现裂缝荷载问题是一方面原因，道路桥梁工程路基结构可能会受到荷载问题的干预，破坏路基结构，导致混凝土表面出现大量的裂缝。在混凝土路基建造工作进行期间，应该灵活的应用多类设备辅助桥梁工程施工。由于工程部分路基结构强度不达标，让很多大型设备无法良好地进行碾压工作，在施工碾压阶段造成严重的裂缝问题，降低路基整体质量。在道路桥梁施工期间，因为外在因素的监控方式不当，致使混凝土出现大量裂缝。在施工结束后，桥梁正式投入使用，在通行一段时间后，因为车辆荷载破坏桥梁路面结构。当桥梁承受能力小于外界压力时，就会在路面处出现大量裂缝。

3.2温度原因

混凝土的突出特性就是热胀冷缩，当混凝土的内部温度或者外界温度产生了一定的改变时，就可能会使得混凝土产生形状的改变状况，如果形状的改变受到限制，混凝土内部将会产生应力，一旦产生的应力大于混凝土抗拉强度，将会使得温度裂缝的产生。温度裂缝将会随着混凝土内部温度或者外部的温度改变产生扩张或者合拢的状况，温度裂缝十分容易产生与大面积的混凝土构造中，埋进桥梁的铺装位置、桥台位置以及桥墩位置。

3.3收缩问题

混凝土自身拥有收缩性，在该特性下使桥梁道路表面出现大量的裂缝。在施工中，施工人员应该清楚混凝土的特性，针对有收缩性引发的裂缝问题进行合理的防御。收缩的出现会降低桥梁结构的可靠性，使工程质量存在不达标的威胁。因此，应该增加对工程混凝土收缩裂缝控制工作的重视程度。混凝土收缩特性主要是受到工程所在区域环境因素的干扰，出现一定程度的形变，在形变超过一定水平后发生裂缝。施工人员在道路桥梁工程中应该清楚混凝土收缩特性，在混凝土浇筑工作进行一段时间后，才可以进行后续操作。如果混凝土结构的水泥出现水化热反应，此时混凝土结构内的水分会快速蒸发。施工人员需要掌握混凝土结构收缩状况，明确混凝土浇筑的工作顺序。在浇筑混凝土后的一段时间才可以继续进行后续操作。另外，通过调查发现混凝土的塑性收缩，在未硬化混凝土内也会出现，需要关注此方面状况并进行合理的控制。当混凝土硬化后，内部水分会在水化热作用下被大量消耗，导致混凝土表面湿度下降，无法达到工程施工要求。混凝土在随后的一段时间会大幅度缩水，体积变小并在表面处产生大量的裂缝。

3.4材料质量问题

材料是道路桥梁施工的基础，在基础不牢靠的前提下，工程质量难以保障工程达到建设要求。建筑使用的材料质量直接关乎工程建设效果，也是混凝土能否按照要求得到合理应用的关键。在道路桥梁工程进行期间，应该增加对混凝土质量的关注程度，将其作为保障桥梁结构安全性、可靠性的关键内容。在混凝土制备期间，关注骨料、水泥等材料并利用掺合剂等辅助材料，制备混凝土，提高混凝土整体性能。在施工前，需要检查混凝土所用的各类材料，还应该清楚关于材料的各项要求。施工单位不能因为提高工程经济效益，选择没达到合同设定要求的材料，必须严格禁止在施工过程中使用粗制滥造的材料。保证混凝土材料质量，也是工程可以良好进行的有效方法。

4道路桥梁裂缝的处理策略

4.1明确裂缝原因

在施工过程中发现存在裂缝问题，首先需要明晰裂缝原因，对各级施工主体进行追责。明确裂缝原因，需要对裂缝的形态进行观察、分析。例如，在遇到裂缝问题后，首先需要分析是否是施工过程存在问题，即对施工人员混合材料是否充分、水泥用量是否准确、振捣时间及程度等内容进行观察和分析。当然，在实际施工时，所要关注的内容非常多，需要管理人员将所有施工要点归类成表格，依据表格对施工人员的行为进行检查。若施工人员不存在施工技术问题，便需要对施工图纸与施工现场的适应性进行检查。

4.2增进施工材料管理

道路桥梁施工裂缝的预防应该着眼于增进提升施工材料的管控，如钢筋混凝土构造中，受到拉钢筋的应变总是极大程度超出混凝土的极限拉伸应变能力，因此，裂缝的出现也是无法避免的。在初拉应力以及弯曲应力的共同作用下，混凝土裂缝通常来说也是十分细十分短的，这样的裂缝对于梁的强度所造成的影响不大。依照耐久性的标准，因为裂缝比较细小，对梁的强度也不会产生显著影响，对于行车也不必采用特殊限制。因此，工作人员在增进提升施工材料的管理控制进程中，首先应该意识到施工原材料的管理与把控是一项十分关键的工作，如果在实际施工进程中工作人员不对其进行重视与关注，将会在一定程度上诱发裂缝出现。因此，在道路桥梁建设进程中，应该重视对原材料的管理，其次，工作人员应该优先考量增进施工材料控制程度以及应用高质量材料，促使混凝土的配合比实现最优异的合理性，最终规避因为配置不科学引发的混凝土裂缝。

4.3修补处理

当路桥出现肋间横向连结开裂或出现明显断裂时，应采取加大截面加固法进行处理，目的在于加强横向连接力。当路桥因为地基承载力欠佳，因沉降问题导致裂缝问题的出现，可考虑增加基础承载力的方式对路桥进行修补——利用植筋技术，将后补混凝土与原基础层连接在一起，使路桥的基础尺寸得到有效扩大，以提升路桥的基础承载力。当路桥因为桩基深度欠佳或表现出损坏问题时，会因为桩基沉降而导致路桥出现严重裂缝，应采用增加桩基的方法对其实施加固处理，可以直接增加钻孔桩，也可以考虑打入桩的方式进行处理，使承台或系梁得到有效扩大，将路桥的负荷均匀分布作用于新旧两部分桩基上，有效分解荷载作用力，避免新裂缝的出现。如果桩身已经出现明显破损，应实施水泥浆灌注、扩大桩径的方式对裂缝部分进行加固。

4.4加强施工图纸管理

如果一个工程要想实现平稳高效进行，工程图纸在实际施工进程中是不可缺少的。后续怎样进行施工以及施工质量的优劣都将会受到设计的影响。在开始进行施工前期阶段，应该对施工图纸设计，施工进程中每个流程都应该依据施工图纸的标准进行。因此，应该对图纸设计以及审查更近一步加强。只有这样，才可以在前期阶段有效规避道路桥梁裂缝的出现。在设计图纸的进程中，应该重视依据工程实际开展状况进行确定，与此同时，图纸必须满足施工标准，确保设计的高效性与稳定性。除此以外，就应该增进图纸的审查核实工作，避免因为图纸中的不合理之处，从而为道路桥梁施工造成严重影响，使得裂缝出现。并且在实际施工进程中，设计工作者应该与施工人员进行有效互动，遇到问题及时处理，确保施工质量，避免裂缝出现。

4.5结构设计优化控制

清楚施工过程要点并结合建设工作内容优化结构方案，在工程优化的方式下，可以使各工序工作良好地进行，对工程过程可能出现的各类问题进行防护。施工人员在工程进行阶段，在混凝土表面覆盖保护材料，从而可以规避混凝土腐蚀问题。工作人员还应该研究混凝土结构，清楚混凝土特性，发现钢筋在混凝土结构中的重要性，使用小直径钢筋或是控制间距等方式，提高混凝土结构的可靠性、安全性。在道路桥梁施工设计环节，需要清楚施工模板工作内容，检测模板的稳固性，保证其达到施工要求。在施工各环节进行混凝土养护工作，在针对性管控方式下，对外界干预因素进行合理的控制，提高桥梁的耐久性。

4.6施工后期养护

经由到道路桥梁施工保养维护板块的优化，有益于增进延长道路桥梁工程的整体使用寿命。这就需要进行道路桥梁施工保养维护体系的完备，切实达成道路桥梁整体质量的进步，实现道路桥梁裂缝的高效预防。在桥梁施工保养维护模块，工作内热源应该做好混凝土温度的管理控制工作，切实达成湿度管控模块以及温度管控模块的协调平衡，规避混凝土产生一系列形状改变情况。经由实际实践证明，经由对施工后期的保养维护方案使用，可以高效减少施工混凝土变形情况，达成道路桥梁裂缝的高效预防。

4.7防腐处理

路桥投入使用一年后，多会出现不同程度的路面开裂。导致此问题的原因复杂且众多，常见原因有：超载车辆的碾压，受恶劣天气的影响等。最先出现问题的是沥青面，当路桥受到长时间的腐蚀、碾压后，仅表层出现细小孔洞和裂缝，待雨雪混合了腐蚀性杂物渗入裂缝后，导致路面出现积水现象，使路桥面的防水层结构受到破坏。如果此时进行裂缝处理，可以选用树脂类材料对其进行修复，在路面的小孔和细小裂缝位置进行涂刷，避免老化的沥青路面深度开裂。修复的小孔和细小裂缝会形成有力网面，有效提升了沥青路面的抗碾压、抗腐蚀性能，起到修补路桥面的作用。其次，在道路桥梁中存在的一些荷载裂缝，虽然裂缝较为细小，但是在众多的裂缝影响下，会造成结构强度、耐久性降低，此种裂缝对道路桥梁的整体结构有着较大的危害性。因此，在进行施工管理的过程中，应高度重视此类荷载裂缝，灵活应用锚固补充加固、预应力加固等方法来对裂缝做出修复，要求修复完成后不会对道路桥梁的外观以及整体结构产生不良影响。

结语

在道路桥梁建设期间，裂缝会严重降低工程结构的可靠性，还会破坏工程外观的美感。因此，需要增加对裂缝控制工作的重视程度，清楚工程存在的质量问题，整理收缩问题、温度变化、原材料问题等，分析此类问题出现的原因，进行科学控制，在优化施工设计、温度控制等方式下，提高工程施工的整体质量。

参考文献

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