道路橋梁設計問題與施工中裂縫成因分析

張淋彬

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

道路橋梁工程與人們的日常生活密不可分，只有道路橋梁工程的安全性得到保證，方可保證人們的使用安全。受到橋梁設計情況的制約，道路橋梁實際進行養護施工中，存在各種裂縫問題，會對道路橋梁的整體結構造成較大的安全隱患。所以為了有效預防裂縫問題的出現，就要分析橋梁設計問題和裂縫問題出現的原因，以便根據存在的問題，針對性地提出干預措施，優化工程實施質量。

1 道路橋梁設計問題

1.1 理論體系不完善

在具體的道路橋梁施工中，為了提升設計方案的科學性，設計人員需要充分考慮施工現場的環境和信息因素，科學考量道路橋梁設計是否規范，施工區域條件布置是否滿足地質條件和參數體系的設計需求，只有保證這些信息的科學性，才能讓設計方案更加合理，使設計細節更符合道路橋梁建設的實際需求。但是在現階段的設計中，因為施工現場環境十分復雜，市場競爭日趨激烈，地質結構呈現出多樣性特點，現有的設計理論體系缺乏，這對于設計的有效性提升非常不利，無法保證設計符合具體的道路橋梁設計需求。

1.2 結構因素

結構因素是道路橋梁設計中存在的主要問題，對于道路橋梁的設計，需要在保證道路橋梁整體功能的基礎上，滿足兩個條件。首先，在承載力極限狀態下，需要保證道路橋梁的整體結構不會發生變化，提升道路橋梁總體的穩定性，使道路橋梁的利用更加安全。其次，在道路橋梁正常使用情況下，需要保證結構的撓度驗算與裂縫的科學控制，現實道路橋梁設計中，人們往往重視第一個問題，而忽視了道路橋梁正常使用狀態下裂縫控制問題。

1.3 橋梁耐久性較差

道路橋梁的耐久性會直接影響使用的安全性，因此考慮到耐久性問題，就需要從橋梁結構入手，加強耐久性設計。但是現階段的施工中，人們對道路橋梁結構耐久性設計重視程度不夠，無形中會導致耐久性問題衍生，因為道路橋梁的使用頻率較大，各種問題極易滋生，因此需要對其經常性的進行修補，一旦修補不及時，就會使道路橋梁使用的穩定性受到影響，無形中使道路橋梁保養的費用增加，不利于道路橋梁施工單位實現經濟效益。

2 道路橋梁出現裂縫的主要原因

2.1 材料質量問題

施工材料質量能夠直接導致各種裂縫問題出現?，F階段各種道路橋梁施工中，對于混凝土、水泥和骨料等材料的利用十分必要，而且這些材料利用的范圍較大，一旦任何一種材料的質量出現問題，就會影響整體道路橋梁工程的使用安全，導致其使用過程中出現裂縫問題。為了保證材料利用符合橋梁建設的要求，就應該嚴格檢驗材料是否合格，檢測人員在材料檢驗中應該將400 m3或600 m3作為單位，按照既定標準檢測砂石等材料，對于含泥量和顆粒級的標準測定，也需要遵守國家相關標準，如果材料不合格，必然會影響道路橋梁施工強度，引發裂縫問題。

2.2 荷載方面問題

道路橋梁施工及使用過程中，當道路橋梁受到超負荷施工荷載的作用時，會產生超過設計承載能力的荷載應力而形成荷載裂縫。形成該裂縫主要原因有兩個：一是在道路橋梁設計時未對荷載進行正確合理的預測，導致設計的方案不合理，道路橋梁的設計承載能力低于實際交通作用荷載，出現荷載裂縫。二是在道路橋梁建設施工中，未對施工時的工程荷載進行準確合理的測算，導致施工時的施工荷載高于道路橋梁的承載能力，導致荷載裂縫的出現。正因為在道路橋梁工程設計施工中沒有重視最大載荷問題，所以一旦發生超載，橋梁會很大程度出現開裂，威脅到道路橋梁使用安全，嚴重情況下會造成橋梁的坍塌和損毀等事故，因此在后續設計施工中，需要格外關注荷載因素。

2.3 溫度原因

在道路橋梁混凝土澆筑中，水泥水化熱過程中能夠釋放許多熱量，導致混凝土內部出現持續的溫度升高，當與外界溫度出現顯著溫差時，混凝土熱脹冷縮無促使混凝土發生變形，在混凝土內部產生較大的應力，當應力超過混凝土所能承受應力的時候，便會產生溫度裂縫。冬季在養護時，養護不及時或養護時間不足，使得道路橋梁混凝土表面的溫度隨環境溫度急劇下降，道路橋梁混凝土內部溫濕度變化十分緩慢，相對于內部，表面的溫濕度的變化較大。所以在道路橋梁養護中，忽視了對溫濕度問題的重視，溫濕度的控制不夠合理，必然會造成各種溫濕度問題出現，因為驟干、內外溫差大的現象而使混凝土出現裂縫。

3 道路橋梁設計問題與施工中裂縫防治對策

3.1 加強工程布局、荷載設計

要想保證道路橋梁工程的施工質量，就要加強工程布局、載荷和排水設計。首先需要加強對施工現場情況的勘察，充分考慮施工四周環境和施工場地的地質狀況，便于對布局和載荷問題充分了解。只有結合工程的實際狀況，方可更加真實地對橋梁工程進行總體布局和計算，從根本上提升道路橋梁工程的適應性，避免裂縫問題出現。

3.2 設計角度的防治

在道路橋梁工程的施工設計中，為了從設計角度對裂縫問題進行解決防治，就應該加強對各種因素的考慮和分析：①應該科學分析設計中的強度問題，科學的驗算撓度，分析造成混凝土收縮的原因，科學的設計道路橋梁具體施工中需要的厚度，提升橋梁工程的整體強度和剛度。②考慮鋼筋布置的密度問題，保證直徑密度均勻分布，如此設計的優勢是為減小溫度變化導致的收縮問題。同時對于鋼筋布置的密度相關問題的處理，應該提升配筋率，最大限度地提升混凝土的拉伸能力和干縮應變能力，防止混凝土在實際的收縮中出現應力聚集現象，該問題需要從設計層面進行防治。從我國道路橋梁施工的規范來看，為了防止結構收縮造成的裂縫問題，就要重視對伸縮縫的設計，伸縮縫對于裂縫的預防發揮著關鍵作用。具體的道路橋梁設計工作開展中，需要詳細對收縮比例問題進行控制，從多個角度考慮多層路面道路的長度問題，根據相關規范將長度控制在50 m范圍以內，對于長度超過范圍的情況，應該科學設計伸縮縫，對于長度設計超出范圍較小的情況，可以利用后澆帶彌補，避免結構的不合理設計導致收縮開裂。③考慮道路橋梁的耐久性問題，在道路橋梁的后續使用中，會有大量的車輛通行及雨水的沖刷，橋梁的設計必須能夠承受長時間的車輛載荷，具有較強的排水能力。保證在地震等地質災害下，其具有較強的使用壽命和抗災害能力，雖然經過長時間的使用，道路橋梁的耐久度和使用壽命會不斷降低，從而導致各種橋梁裂縫問題出現，但是合理的設計，可以將道路橋梁結構使用的耐久程度提升，延長道路的使用年限和周期。

在設計階段過程中加強對耐久度的重視，就應該重視對各種優質施工材料的利用與選擇，積極加強對各種施工材料的處理，優化橋梁內部結構，重視橋梁基礎設計，提升橋梁結構設計的合理性，構建合理的橋梁結構關系，需要道路橋梁設計人員不斷提升知識專業水平，在道路橋梁設計中結合豐富的設計經驗，優化設計結構，規避耐久性問題出現。

3.3 施工角度的防治措施

在道路橋梁的施工中，做好施工階段的防治，能夠有效避免裂縫出現。這就需要在施工管理過程中，保證混凝土澆搗的有效性，在混凝土施工之前，需要設置合理的操作平臺，為操作人員留有一定的空間，避免操作人員在操作的過程中出現直接踩踏鋼筋事件，影響負彎矩鋼筋作用的發揮。在實際的混凝土澆筑過程中，應該優化施工流程，做好施工過程中的鋼筋管理，能夠隨時將需要的鋼筋復位，保證鋼筋位置設計的合理性和準確性。同時加強對荷載問題的應對，施工人員需要根據道路橋梁工程的等級，確定工程的最佳載荷量，具體對施工現場情況進行考察，詳細分析施工中的地質地形、土壤、水文、環境、氣候、溫度等因素，避免道路橋梁工程施工荷載量超過工程既定荷載量的極限值，施工中可以通過預應力法、錨固補充法等實現對混凝土結構加固，提升道路橋梁工程的承載力和穩定性，實現對載荷問題的解決，避免裂縫問題出現。在施工速度的控制方面，也需要利用科學的方法，避免使用蠻力影響現澆混凝土施工質量，只有從施工的角度出發，才能避免現澆混凝土施工中出現整體結構和裂縫問題，提升工程的總體施工質量。

3.4 施工材料防治

施工材料對于道路橋梁使用質量具有較大影響。在施工材料防治中，首先應該考慮骨料含泥量選擇的合理性，使材料含泥量符合設計要求。在砂石料選擇的過程中，對于經過暴曬的材料，需要提前進行澆水降溫處理，保證在澆筑之前利用清水將模板的溫度降低。其次就需要在材料中適當地加入一些外加劑，外加劑需要具備減水、增塑、引氣等功能，為裂縫問題的防治起到良好的作用。再次需要在施工材料中加入粉煤灰，粉煤灰的主要作用就是減水和致密等，因為粉煤灰中含有氧化硅、氧化鋁等有效物質，這些物質在經過反應后會形成氫氧化鈣。最后，應該從根本上實現對混凝土強度問題的控制，道路橋梁整體混凝土強度不會超過C30。如果施工的過程中，水化熱溫差過大，必然會引起橋梁表面拉應力增加，導致橋梁結構變形，給橋梁使用帶來安全隱患。所以從施工材料方面入手，實現對水化熱問題的防治，積極有效的解決道路橋梁道路施工中存在的裂縫情況，提升總體道路橋廊工程使用的安全性。此外，對于施工材料的管理工作也需要引起重視，這就需要建設單位和施工單位都可以充分認識到施工材料對于道路橋梁工程質量保證的意義，加強對建筑材料方面的制度建設和管理措施建設，保證制度建設的合理性和完善性。最后也需要加強對施工材料進出庫情況的合理控制，在施工材料進入場地的時候，需要驗證材料的合格證和規格等信息，材料使用中，也需要重點的考慮分析以往使用中出現的問題，重點考量混凝土材料的實際配比情況，保證材料的采購符合相關政策要求和施工需求，材料質量與道路橋梁工程建設的質量直接相關，只有材料質量得到保證，方可避免各種設計問題和裂縫問題出現。

3.5 施工溫度控制

道路橋梁設計問題和裂縫問題控制中，要重點考慮溫度因素，溫度因素對于混凝土裂縫問題具有直接影響，如果混凝土澆筑過程中內外部溫度的溫差比較大，就極易產生裂縫問題。為了規避施工溫度造成的裂縫，具體措施體現在兩個方面：首先要注意施工過程中的天氣情況，如果需要在氣溫較高的條件下澆筑混凝土，則需要控制澆筑的厚度，將澆筑的時間控制在合理范圍內，如此方可保證熱量在既定時間內通過表面散開。其次，道路橋梁混凝土澆筑中，應該準備足夠的混凝土溫度測溫管，方便做好對混凝土上、中、下部位的溫度測量，同時做好溫度記錄，隨時觀察溫度變化，根據溫度變化，嚴格控制混凝土內外部溫差，如果內部溫度持續上升，需要及時采取措施控制溫度，避免溫差過大引發裂縫問題。

4 結語

綜上所述，道路橋梁工程實施中，要想更好的避免各種設計問題和裂縫問題出現，就要重視對設計問題和裂縫成因的分析，充分考慮各種因素對橋梁整體安全性造成的影響，通過采取合理措施，規避各種裂縫問題出現。只有在設計和施工的各個階段采取有效措施，才能最大限度減少裂縫的出現概率，減少裂縫對橋梁道路工程造成的危害，提升道路橋梁工程的總體建設質量，提升道路橋梁施工的安全性和可靠度。