道路橋梁設計施工中裂縫發生原因和控制方式

摘要：混凝土是建造道路橋梁的主要材料之一，由于具有成本低、抗壓耐壓和不易被自然侵蝕破壞的優點，被廣泛應用于道路橋梁建設中。然而，由于受到多種因素的影響，使得道路橋梁常發生裂縫問題，影響道路橋梁的使用壽命及來往行車、行人安全。因此，加強道路橋梁施工中裂縫的有效控制具有重要意義。本文首先分析了道路橋梁施工裂縫產生原因，然后分析其控制方法，以供參考借鑒。

關鍵詞：道路橋梁；設計施工；裂縫；控制

伴隨著我國社會經濟的不斷發展，道路橋梁建設規模日益擴大，混凝土是建設的主要材料。然而，在道路橋梁使用過程中，混凝土經常出現裂縫問題，不僅影響整個建筑的美觀性，而且可能造成坍塌，威脅人們的生命安全。因此，解決混凝土建筑裂縫問題顯得尤為重要。導致混凝土產生裂縫的原因眾多，如：超負荷承載、外部溫度致使其膨脹或收縮等。下文則對其產生原因及控制方法給予詳細闡述。

一、道路橋梁施工中裂縫產生原因

1、結構性裂縫

橋梁施工出現結構性裂縫的原因有很多，有時是多種因素的導致，分析原因，大致可以分為以下幾種。在施工中，由于施工人員不加限制地任意堆放施工工具、材料，不了解橋梁受力特點，隨意起吊、運輸、安裝等，擅自改變施工順序，這些都會引起荷載增加，導致裂縫的出現。施工工藝質量也會引起結構性裂縫。在混凝土的施工中，若是施工工藝不當，很容易造成各種表現的裂縫，尤其是細長壁結構裂縫，混凝土保護層過厚會導致受力筋的保護層過厚，這就意味著構件的有效高度無法達到，容易形成垂直裂縫；在混凝土的振搗操作中，若是振搗不密實，很容易在混凝土的表面出現裂縫；混凝土澆筑速度過快，會降低混凝土的流動性，引起裂縫。

2、非結構性裂縫

非結構性裂縫產生的原因包括溫差、凍脹、施工材料、鋼筋腐蝕、滲水等。1）溫差。混凝土受到熱脹冷縮的影響，內部結構因為溫差出現變化，引起變形，若是變形沒有得到適當的控制就會增加應力，超過混凝土的抗拉強度就會出現裂縫。2）凍脹。凍脹是導致非結構性裂縫的常見原因之一，在零攝氏度情況下，飽和混凝土會出現冰凍情況，混凝土中游離的水分轉變為冰，體積大幅度膨脹，導致混凝土內部產生膨脹應力。混凝土凝膠孔中的水結冰后，會引起滲透壓，也會加大膨脹，導致裂縫的出現。凍脹裂縫在混凝土初凝時最為嚴重。混凝土骨料空隙比較大，水灰比偏大，若是振搗不實，容易出現早期凍害，因此產生裂縫。3）施工材料。橋梁施工中混凝土材料主要包括骨料、水泥以及砂等，在混凝土的配置中，若是原材料不過關，就可能出現裂縫。如果砂石裂縫過小，在混凝土配置中意味著需要增加水泥和水的使用量，導致混凝土的強度出現偏差，混凝土的收縮能力大大增加，而砂石的直徑若是更小，產生裂縫可能性更大，在混凝土的配置中，若是砂石中云母含量比較高，這種物質的存在會減小骨料和水泥的粘合度，進而導致混凝土的強度大大下降。另外砂石中的含泥量也是非常高，砂石比例過高，會增加水泥和水的使用量，降低混凝土的強度和抗滲性。4）鋼筋腐蝕。混凝土質量若是比較差，保護層出現碳化情況，隨著時間的延長，暴露在鋼筋附近的混凝土就會出現堿性下降的情況，堿性下降容易導致氯化物的進入，導致鋼筋周圍氯離子含量超標，破壞氧化膜，進而導致混凝土出現裂縫。除此之外，鋼筋銹蝕意味著端面截面積的減小，容易誘發其他形式的裂縫，進而破壞結構。5）滲水。多數路橋工程建設中大多注重橋面工藝的施工，而忽視了排水系統的設計，尤其是層間排水。我國絕大多數橋面采用較好抗滑性能的抗滑表層，有著較大的空隙率，使得雨水容易滲透到空隙內。當層間排水不暢時，滲透到空隙內的雨水則停留于空隙中，在重載行駛下，則容易使瀝青從碎石表面逐漸剝落，不斷降低混合料的強度，導致橋梁出現裂縫。

二、道路橋梁施工中裂縫的控制方法

1、完善施工圖紙設計

在施工圖設計中需要盡量避免裂縫的產生，這是從源頭上解決裂縫產生的問題。橋梁設計圖紙是橋梁施工的基礎，在設計時，充分考慮到裂縫問題，能夠有效減少結構性的突變。因此在圖紙的設計中需要重視橋梁的細節部分，精確的定位，如可以將轉角部位設計為圓角等，避免混凝土收縮引起裂縫。

2、控制施工材料質量

1）采用優質改性瀝青。由于橋面各個鋪裝層的使用功能有有所不同，這就要求混合料的比例也有所不同。為了有效解決以上裂縫問題，鋪裝上層可采用有著優良抗裂性能、較好熱穩性能的改性瀝青混合料，而鋪裝下層可采用穩定性高、勁度大的改性瀝青混合料，進而滿足橋梁高熱穩性要求，提高橋梁的抗裂性和抗車轍能力。2）使用高強度的粗細集料。粗集料質量的好壞直接影響橋梁的強度與硬度。因此，選擇粗集料時，盡量選擇干燥、無風化及潔凈，且具有良好顆粒形狀的粗集料；并合理控制石料中的針片狀顆粒含量，提高瀝青混合料的內摩擦角，增強瀝青混合料的高溫穩定性。而細集料對瀝青混凝土橋梁的施工也有著重要影響，最好采用人工砂作為橋梁瀝青混凝土的細集料，與改性瀝青有良好的粘附性。這主要是因為天然砂的質量變化較大，且與瀝青有著較差的粘附性，對瀝青混合料的高溫穩定性會產生不利影響。因此，一般橋梁混合料中天然砂的含量少于過20%，可采用 0～3mm 的石屑粉代替天然砂。3）填充料的選擇。填充料適宜選擇干燥、潔凈的強基性巖石，不宜使用混合料生產中干法除塵的回收粉。若填料選擇消石灰粉或水泥時，其用量應小于填充料總量的2%。

3、及時進行修補

道路橋梁一旦出現裂縫問題時，需要采取合理的手段和措施進行修補。實踐中修補道路橋梁裂縫的常用方法有以下幾種：1）內部灌漿修補法。該方法屬于修補道路橋梁裂縫的常用方法之一，適用于修補較大的裂縫，并且修補過后的效果比較顯著。為了加強修補的效果，可往內部灌漿的同時修堵和嵌縫。道路和橋梁出現出現裂縫，可先灌漿，然后在填補之后用涂抹的方式將裂口堵住，效果非常好。2）表面修補法。道路橋梁也經常會有細小的裂縫，若發生此種情況，可對混凝土表面進行處理，然后再采用修補的方式進行填補，從而使其達到防水堵漏。在其他具體的裂縫修補中，需要根據實際情況選擇合適的方法。若是鋼筋混凝土梁件出現主應力裂縫，可以采用加箍的方法封閉裂縫。

4、完善防排水系統

首先，確保橋梁鋪裝層的平整度，嚴格按照混凝土路面的平整度標準，最大限度避免橋面積水；其次，對泄水孔進行合理設計，使泄水孔不僅能排橋表面水，而且還能夠將進入到瀝青面層后滯留的水排出；再次，在橋梁鋪裝層上設置防水層，可有效防止雨水滲透到橋梁鋪裝層中，提高橋梁瀝青面層的壓實度；最后，控制泄水孔的標高，低于橋面鋪裝層表面 4cm，也可在橋面鋪裝層橫坡下側做寬、深為6cm的縱向溝槽，使各個泄水孔都連接起來，進而形成盲溝。此外，可在瀝青混合料中添加抗剝落劑，進而提高瀝青混凝土的抗水性。

三、結束語

總而言之，道路橋梁裂縫產生因素較多，需要做好多方面工作，如：要對混凝土材料進行合理檢查，對有裂縫的橋梁給予及時處理，嚴格把好質量關，同時在條件允許的情況下，全面引進新工藝與新設備，從而打造出質量高、水平高的混凝土道路橋梁。

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