道路橋梁施工中的裂縫成因及預防措施研究

姚前進

摘要：在路橋工程的具體施工中，裂縫是其中多發且危害性最大的問題，不僅會弱化路橋耐久性，還會阻礙車輛通行，更有可能引發嚴重的安全事故。所以在路橋工程新建環節，施工單位要把裂縫修復放在首位。基于此，本文主要闡述道路橋梁裂縫的危害和形成原因，并提出相應的預防措施，以供參考。

關鍵詞：道路橋梁；裂縫成因；預防措施

科技水平的逐步提高促使路橋工程規模逐步擴大，然而在具體的路橋修建環節，還經常存在一些不足，例如，裂縫。引發裂縫的因素是多方面的，要想確保路橋穩定性和耐久性符合相關要求，就應在工程修建時，精準預測與預防容易導致裂縫的因素，力求降低或消除出現裂縫的可能性，助力路橋工作更好地開展。

一、道路橋梁裂縫概述

鋼筋混凝土構造被大范圍應用于道路橋梁結構中，也造成了很多的質量問題，例如，裂縫。以道路橋梁結構承載能力為依據，可以將其劃分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩種。結構性裂縫主要是外部所施加的荷載壓力較大，或橋梁構造可承擔的承載能力較差。路橋梁體的穩定性以及剛性達標是荷載力符合相關要求的必要條件，相關參數不符合工程要求可能弱化路橋荷載力，繼而導致路橋出現裂縫。非結構性裂縫主要是外部因素導致，例如，溫度原因、環境原因等，會弱化路橋的藝術美感，增加安全風險，長此以往，還可能降低路橋整體的荷載性。道路橋梁在出現裂縫后，會導致橋梁承載能力下降，在橋梁需要承載較大重量的負荷時，會因為裂縫的出現導致橋梁形變嚴重，進而出現更大的裂縫，形成一種惡性循環，最終導致梁橋徹底損壞。

二、道路橋梁施工中裂縫的危害

（一）導致道路橋梁滲漏

路橋工程在具體修建時，如果存在裂縫，就可能在運行中產生滲水的問題；如果各類型污水浸入裂縫中的混凝土結構，就會出現水解的化學反應，長此以往，盡管在路橋表面看似安然無恙，但路橋內部結構的荷載力已明顯弱化，會增加使用過程中的安全風險。不僅如此，如果各種雜物和污水在混凝土結構中積存，那么寒冷環境中可能會使裂縫擴大，降低橋梁內部結構的荷載力，影響路橋的穩定性和耐久性。除此之外，在積水的影響下，如果未能及時修補裂縫，就會有更多的雜物和積水進入，影響鋼筋水泥土，以此惡性循環，甚至造成嚴重后果。

（二）導致道路橋梁出現碳化

碳化作用是影響道路橋梁質量的重要因素，混凝土材料與空氣接觸會導致道路橋梁碳化，但質量優良的道路橋梁能將這一作用降到可控水平，道路橋梁施工過程中出現的裂縫會進一步加劇鋼筋混凝土結構的碳化，降低道路橋梁的承載能力，縮短道路橋梁的使用壽命。橋梁出現的裂縫也會給雨水等物質進入到橋梁內部結構的機會，混凝土在接觸到雨水之后可能發生性質的改變，進而出現碳化。

（三）導致橋梁出現腐蝕現象

如果路橋在具體修建時存在裂縫，就會使污水、各種氣體或雜物滲進其中的混凝土結構，導致路橋結構被明顯腐蝕。在腐蝕傷的影響下，鋼筋混凝土結構的穩定性會出現明顯弱化，如果鋼筋表層保護膜受到腐蝕，金屬也會受到腐蝕性損傷，甚至產生體積增加、穩定性弱化的現象。與此同時，在腐蝕傷的影響下，路橋表面的裂縫可能會大范圍蔓延，導致雜物進入縫隙的現象更加明顯，繼而導致路橋內部結構的腐蝕性損傷進一步加重，路橋的耐久性和使用的穩定性逐漸消失，最終使安全風險增加。

（四）影響橋梁美觀和功能

橋梁建設除了提升交通效率等功能之外，還有建筑物裝飾等功能。橋梁出現裂縫后，會影響該橋梁建設的裝飾效果，影響橋梁美觀。此外，橋梁出現裂縫后，主要受力結構會發生改變，一些較大的裂縫會嚴重影響橋梁的受力結構，在長時間的使用過程中，如果不能很好地處理橋梁裂縫，就會出現更多的裂縫，從而影響橋梁的實際使用效果。

三、道路橋梁施工過程中裂縫形成原因

（一）荷載過大

對于路橋修建而言，如果路橋的荷載性存在局限，過大作用力的施加，會提高開裂風險。外部作用力過大引發的裂縫，通常都會有以下兩種表現：第一，在具體設計時，未能精準預測成本數額，一些工程人員在沒有做出精準預算和預測的條件下，就把建材都運到橋梁上，又把大規模設備歸集到承載力較弱的路橋區域，就可能導致目前結構在過大壓力的作用下出現裂縫。第二，在工程設計環節，如果未能精準預測孔洞開鑿路橋和環境的影響，也未合理設置路橋運行標準，就可能導致路橋在長期運行中產生裂縫。

橋梁在設計過程中會評價建設完成橋梁承載的最大重量，在建設完成后需要等待一段時間確保建設完成的橋梁實現所設計承載的負荷。但是在實際的使用過程中，一些橋梁著急使用，會在建設完成之后立即投入使用，且所承載的負荷與橋梁設計時的負荷一致。橋梁設計的承載質量為橋梁材料完全結合后的質量，因此，在建設完成后，橋梁最大承載負荷與設計負荷之間存在一定差距。在使用橋梁時，會由于負荷大于橋梁承載的負荷導致橋梁出現裂隙，影響橋梁質量和正常使用。

（二）溫度變化

對于路橋修建而言，應重視熱脹冷縮現象在混凝土結構穩定性方面的消極影響，在環境溫差較明顯的條件下，混凝土結構可能出現形變，使得路橋結構出現拉應力現象，如果注重拉動力以明顯高出路橋的抵御范圍，就容易導致路橋拉應力的作用下產生裂縫。也就是說，溫差導致的裂縫往往都會在環境溫差改變的條件下進一步延伸或回縮，導致裂縫的危害性增強，路橋養護工作越來越困難。

溫度變化為外部環境變化，在橋梁設計過程中，一些設計師會考慮外部溫度變化對橋梁質量的影響，采取科學的策略避免橋梁由于溫度變化產生質量問題。但是設計師考慮的溫度范圍有限，在建設完成后，橋梁可能會遭遇惡劣天氣，導致橋梁出現裂縫而影響正常使用。然而，在設計橋梁的過程中，不僅要考慮溫度變化，還要考慮質量問題，因此，在橋梁建設完成后出現由于溫度變化過大而導致的裂縫問題，要使用其他方式予以改善。

（三）水化熱

現代路橋在具體修建環節中，往往在混凝土灌注過程中存在明顯的水化熱問題，在這樣的條件下，混凝土結構的熱量和溫度會快速提升，導致混凝土內外部的溫度存在明顯差異，進而增加混凝土出現裂縫的可能性。

（四）蒸汽養護作業

在低溫時期，很多地區都會對路橋予以蒸汽養護。在這種情況下，路橋混凝土的溫度會明顯增加，再加上蒸汽養護作業結束時，混凝土結構可能在溫度明顯下降的條件下出現預應力冷縮現象，從而增加路橋裂縫發生的可能性。

（五）施工材料的質量問題

對于路橋工程而言，混凝土是其中的基本建材，建材本身質量的高低會關系到工程整體質量和耐久性。所以混凝土質量是導致路橋裂縫的主因，混凝土的基本成分主要包括水泥、各型號骨料和緩釋劑等，如果其中一種成分的質量不達標，就可能使混凝土質量不符合相關標準，更難以滿足工程要求，從而增加路橋裂縫的風險，例如，各類型骨料的質量會直接影響混凝土整體的穩定性以及混凝土的附著性。

四、道路橋梁施工過程中裂縫預防措施

（一）優化道路橋梁布局與荷載能力設計

在路橋工程修建前的設計與基礎條件完備環節，專業技術人員應準確預測路橋結構的荷載力，確保路橋的耐久性，充分探討穩定性需求、荷載力等條件，確保路橋在具體運行期間荷載力也可以表現出應有的狀態，確保在合理的條件下最小化或消除工程修建、養護中的裂縫風險性。不僅如此，優化與調整路橋結構，可以進一步確保路橋結構質量達標，消除混凝土結構裂縫的風險，優化相關工作質量成效。

在進行橋梁設計過程中，可以邀請具有設計經驗的專家設計橋梁，充分論證能夠承載的負荷，考慮外部環境變化對橋梁負荷的影響。此外，在實際的建設施工過程中，應通過環境模擬等方式了解設計橋梁的質量，通過論證方式，尋找所設計橋梁中存在的問題，并進一步予以修正與完善。

（二）提高溫度控制能力

混凝土預制和灌注環節在具體進行過程中，應以嚴謹的態度掌握混凝土溫度數據。如果采用降低泥料總量的措施防止水化熱現象，要再投進指定量的粉煤灰，這主要是遵循了其中硅、鋁與水化物間發生化學反應的原理，可以有效防止混凝土由于溫差過大出現的裂縫問題。不僅如此，以粉煤灰作為主要原料預制混凝土結構，還可以切實保證路橋中混凝土開孔處的質量，保證路橋結構整體的瓷實度，最小化或消除混凝土的預應力效應，防止由于積水、溫差過大而出現水化熱現象，降低或消除裂縫現象。不僅如此，混凝土預制環節還要統計指定量的緩釋劑、減水劑，在確保制劑總量各自相當的條件下，確保混凝土質量達標，確保溫度掌控的精準性，降低混凝土中的水灰比，最小化或消除混凝土裂縫出現的可能性，減少混凝土產熱現象，把由于溫差過大而導致的路橋結構改變轉移至混凝土結構凝固后，進而降低混凝土裂縫的風險。要想確保混凝土預制溫度與工程修建時溫度之間不存在較大差距，應當防止混凝土受到強光照射。如果是在夏季高溫期修建，要把混凝土預制與灌注時間設定在傍晚。

（三）保障原材料的質量

在混凝土調配環節，水泥屬于其中比例較高的成分。首先，在水泥選擇過程中，應充分結合相關部門提出的標準，在確保水泥質量達標的前提下，確保水泥可塑性以及和易性達標，強化混凝土的整體穩定性和耐久性，確保調配出的混凝土有利于路橋工作高質量修建。其次，進入細骨料購置環節后，穩定性好的具有顯著的瓷實度，而且顆粒小，可以降低混凝土預制時的水與水泥的需求量，也會最小化或消除裂縫風險。在將河沙確定為細骨料后，還應檢測河沙的含泥量，如果檢測數據超標，可能會使混凝土結構形變的風險變大，導致裂縫產生。最后，購置粗骨料，粗骨料的瓷實度較顯著，顆粒大小符合相關要求的碎石也可被確定為骨料，這可以提升混凝土結構整體的穩定性。

五、道路橋梁施工過程中裂縫出現后的處理措施

路橋各環節都可能存在裂縫，在工程修建時應綜合考慮，降低或消除裂縫存在的可能性，如果裂縫已經出現，應立即修補，確保在合理的條件下，減少裂縫對路橋修建中的影響。選擇以下方法：第一，內灌法。這也是路橋修建中基本的裂縫處理法，該辦法適用性較強，無須考慮裂縫的大小。在具體應用時，可以開展嵌縫和修補作業，強化裂縫處理的質量成效。在路橋出現裂縫情況時，需要先進行注漿處理，然后修復表層的裂縫，防止裂縫情況再次出現。第二，混凝土處理法。該辦法通常用于對細小裂縫的處理。該類型裂縫的危害性較小，但處理過程具有較高難度，如果未能及時處理，可能擴大開裂范圍，而混凝土修復法可以確保處理質量成效，防止裂縫進一步延伸。第三，大型裂縫處理法。在處理大型裂縫環節要借助預應功錨的技術，對開裂處予以加固處理，并予以修整，在修整結束后，還需要借助壓水、壓氣法進行測試。

六、結語

對于路橋工程修建而言，裂縫屬于其中的多發現象，會弱化工程整體穩定性和耐久性，增加路橋使用過程的風險，而導致裂縫出現的主要原因是路橋荷載過重、環境溫差和材料等因素。要想確保路橋工程修建質量達標，加強路橋穩定性和耐力性，就要借助相應的方法妥善處理路橋開裂現象，以減少甚至消除裂縫在工程發展中的影響。

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