道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因研究

涂 琳

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北武漢430050）

道路橋梁在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)施工中會(huì)遇到各種問題，特別是裂縫問題，在各類道路橋梁建設(shè)施工中普遍存在，對(duì)施工建設(shè)的進(jìn)度及后續(xù)的道路橋梁使用都有影響，也會(huì)留有安全隱患。所以，要求相關(guān)施工建設(shè)技術(shù)人員要對(duì)其仔細(xì)分析和研究，應(yīng)用有效的技術(shù)方法進(jìn)行控制和修復(fù)，更好地提高道路橋梁的整體質(zhì)量。

1 道路橋梁設(shè)計(jì)方面問題分析

1.1 完善相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論及結(jié)構(gòu)體系

道路橋梁設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)理論及結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行的，完善合理的設(shè)計(jì)理論和構(gòu)造體系，可以對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)體系及材料、構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)中涉及的關(guān)于結(jié)構(gòu)體系、材料、構(gòu)造等進(jìn)行深入仔細(xì)分析和研究，保證道路橋梁的設(shè)計(jì)更科學(xué)、更準(zhǔn)確，與工程要求相符合。

1.2 確保橋梁和橋面具有一致的使用壽命

橋梁體是根據(jù)極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，橋面的設(shè)計(jì)過程中會(huì)受到各種因素的影響，導(dǎo)致橋梁體和橋面間不能達(dá)到一致性的使用年限，進(jìn)而出現(xiàn)很多橋面經(jīng)常鋪裝和更換的情況。要全面細(xì)致考慮橋面與橋體間的不同，對(duì)各種因素影響的可能性有效分析和考慮，確保橋梁的使用年限保持正常期限。

1.3 高度重視橋梁的耐久性

橋梁設(shè)計(jì)的目的就是要確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｔ诘缆窐蛄旱膶?shí)際使用中，車輛行駛、超載、地震、風(fēng)雨等各種因素都會(huì)影響橋梁的質(zhì)量。橋梁本身在使用中也會(huì)有老化現(xiàn)象，嚴(yán)重會(huì)有結(jié)構(gòu)的劣化，給橋梁的使用帶來安全隱患。因此，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮耐久性。可是，進(jìn)行橋梁耐久性設(shè)計(jì)時(shí)，往往過于重視結(jié)構(gòu)計(jì)算，而對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)有所忽視。因此，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)兩者的研究重點(diǎn)進(jìn)行合理把控，要重點(diǎn)突出，不斷更新設(shè)計(jì)思想和思路，以保證道路橋梁的安全性。

2 道路橋梁施工中裂縫的成因

2.1 混凝土質(zhì)量因素

原材料質(zhì)量是產(chǎn)生裂縫的重要因素，混凝土中主要是由砂石、水泥、骨料、水分等進(jìn)行科學(xué)配比混合，施工中要嚴(yán)格遵守國家施工質(zhì)量規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)的原材料進(jìn)入現(xiàn)場后，一定要對(duì)含泥量、泥塊含量、顆粒級(jí)配等按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)和化驗(yàn)。含泥量如果超標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致混凝土的抗?jié)B性和整體強(qiáng)度降低，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

2.2 外部荷載因素

荷載因素引起的混凝土裂縫有兩種形式，分別是直接應(yīng)力和次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫是因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)時(shí)，有漏預(yù)算或沒運(yùn)算荷載現(xiàn)象，導(dǎo)致荷載預(yù)算不足，或者堆積施工材料導(dǎo)致荷載超標(biāo)，進(jìn)而產(chǎn)生混凝土裂縫。而次應(yīng)力裂縫是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)沒實(shí)施合理預(yù)算，忽視了開洞、鑿槽對(duì)其產(chǎn)生的影響，直接導(dǎo)致荷載量改變，從而出現(xiàn)混凝土裂縫。

2.3 溫度因素

混凝土施工時(shí)，因?yàn)橹車h(huán)境溫度發(fā)生變化，致使有些材料因熱脹冷縮性質(zhì)而使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致建筑物構(gòu)件在使用時(shí)出現(xiàn)變形，產(chǎn)生應(yīng)力，對(duì)混凝土安全性能產(chǎn)生影響。例如，在東北地區(qū)某道路橋梁建設(shè)，因?yàn)檎w氣候濕寒，有很大的溫度差，冬季溫度達(dá)到零下30度，而夏季達(dá)到零上30度，早晚也有溫度差，進(jìn)而在施工中導(dǎo)致有些混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

2.4 水壓因素

道路橋梁的施工，主要材料是混凝土、瀝青，因?yàn)樗畨旱囊蛩兀瑸r青混合料出現(xiàn)問題，比如道路橋梁表面出現(xiàn)瀝青脫模、失去黏結(jié)力，導(dǎo)致孔隙松散、垮松，出現(xiàn)混凝土裂縫。

2.5 鋼筋銹蝕因素

混凝土質(zhì)量及保護(hù)層厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面層受到侵蝕和碳化，鋼筋周圍的混凝土堿度降低；氯化物使鋼筋周圍增加了氯離子含量，破壞了鋼筋表面的氧化膜。這種情況下，鋼筋中的鐵離子、侵入混凝土中的O2、水分三種物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生銹蝕物 Fe（OH）3，體積增加了，混凝土整體膨脹，發(fā)生混凝土保護(hù)層開裂、剝離的情況，順著鋼筋縱面開始逐漸開裂。

3 有效處理和解決道路橋梁施工中裂縫的方法和措施

3.1 合理設(shè)計(jì)荷載及道路橋梁的整體布局

道路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員一定要全面了解或者掌握施工項(xiàng)目整體情況，對(duì)道路橋梁整體性進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理設(shè)置和布局鋼筋，引進(jìn)施工期間的機(jī)械荷載，有效控制荷載量，使其強(qiáng)度處于合理范圍，進(jìn)而更好地避免道路橋梁施工過程出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。

3.2 加強(qiáng)和重視檢查混凝土原材料的質(zhì)量

施工原材料的質(zhì)量直接影響工程安全性能。要確保混凝土施工建設(shè)質(zhì)量，有關(guān)管理人員必須嚴(yán)格檢查進(jìn)入施工現(xiàn)場的混凝土原材料，查驗(yàn)材料檢驗(yàn)報(bào)告和合格證書等。并且，要根據(jù)工程具體情況認(rèn)真檢查和記錄材料的來源、規(guī)格、數(shù)量等，對(duì)于不同批號(hào)和強(qiáng)度的水泥分開單獨(dú)檢測，不要混合到一起檢測，防止影響檢測質(zhì)量，保證進(jìn)入施工場地的各種原材料都符合施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，以保證施工建設(shè)的質(zhì)量。

3.3 高度重視施工中的溫度情況

對(duì)混凝土進(jìn)行內(nèi)部和外部質(zhì)檢，因?yàn)橛袦囟炔睿瑫?huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，對(duì)道路橋梁實(shí)際使用效果產(chǎn)生很大影響。相關(guān)技術(shù)人員一定要考慮施工過程中溫度變化產(chǎn)生的影響力，盡最大可能避免因?yàn)闇囟纫蛩貙?duì)混凝土產(chǎn)生影響而降低其使用質(zhì)量。施工時(shí)，要合理有效地應(yīng)用冷水進(jìn)行碎石冷卻，短時(shí)間調(diào)整混凝土溫度，使其與施工要求相符合，降低施工中的阻礙和影響。并且，施工建設(shè)人員可以把冷水管埋入混凝土內(nèi)部，保證混凝土進(jìn)入模具時(shí)溫度符合要求。

3.4 合理設(shè)計(jì)排水

設(shè)計(jì)時(shí)重視對(duì)裂縫問題的解決，要科學(xué)合理地設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，使用的基層相對(duì)合理合適，或者是混合形式。顆粒級(jí)配時(shí)，盡可能使用碎石，可以在碎石縫隙流出水分；把碎石作為過渡層，水分還沒進(jìn)入半剛性的基層時(shí)，就已經(jīng)在碎石層排出，進(jìn)而減少水分對(duì)表面結(jié)構(gòu)的侵害；合理設(shè)計(jì)瀝青混合材料孔隙率，避免出現(xiàn)混凝土裂縫。

3.5 合理優(yōu)化施工方法

減少或避免混凝土裂縫產(chǎn)生的最好方法就是合理優(yōu)化道路橋梁的施工方法。道路橋梁施工建設(shè)時(shí)嚴(yán)格要求瀝青顆粒的大小、形態(tài)、性質(zhì)，應(yīng)用合適的機(jī)械設(shè)備及材料，施工時(shí)，工作人員要對(duì)混合料認(rèn)真攪拌，應(yīng)用科學(xué)合理的比例進(jìn)行瀝青混凝土配比混合，對(duì)礦料級(jí)配、瀝青溫度和含量等合理控制，保證其均勻性，對(duì)其中的雜物分類處理。

4 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁施工建設(shè)中，會(huì)發(fā)生很多裂縫問題，需要施工設(shè)計(jì)人員高度重視，要從工程設(shè)計(jì)開始，認(rèn)真考慮各種細(xì)節(jié)，避免施工建設(shè)及使用中出現(xiàn)裂縫等問題，保證道路橋梁的使用和安全。