公路橋梁設計與施工中裂縫成因及預防分析

金建鵬

（甘肅中順工程設計咨詢有限責任公司，甘肅蘭州 730030）

0 引言

公路橋梁在施工過程中存在混凝土裂縫等質量問題，是長久以來最難處理的病害。公路橋梁工程主要為混凝土結構，無論是表面裂縫還是深層裂縫，都會對整體質量產生影響，須提前采取預防措施，降低混凝土裂縫的發生概率。在施工過程中可以進行全面分析，找到混凝土裂縫的誘發原因，制定針對性的防治措施，攻克公路橋梁建設難題。因混凝土裂縫病害復雜，在防治方面需采用多樣化手段，如原材料控制、技術管理、養護措施等，每個環節都應加強質量把控，從而對混凝土裂縫進行有效預防。

1 相關概述

1.1 公路橋梁裂縫的類型

公路橋梁施工具有一定的復雜性，主要與不同地區的自然環境、土壤條件、晝夜溫差以及工藝流程和施工技術選擇有很大的關系，因此，導致公路橋梁在施工過程中所出現的裂縫種類較多。從當前公路橋梁檢測施工現狀來看，裂縫主要包括為橫向、縱向、塊狀以及不規則裂縫，不同類型裂縫產生的原因多種多樣，需要結合工藝流程、施工質量、運行狀態、維護保養等各個方面開展系統化管理，才能有效分析裂縫產生的原因，從而采取有針對性的措施，更好地解決裂縫。經過長期總結分析，出現裂縫問題的主要因素包括：第一，公路橋梁在結構設計上存在一定的缺陷，不同區域的自然環境有所差別，同時公路橋梁的功能規格也有所不同，需要結合實際需求，設計型號、規格、功能相匹配的工藝流程，由于其缺乏前期的調研，對各種的數據的勘測不夠準確，從而導致對整體結構的設計不符合實際應用需求。第二，在施工過程中，在施工材料的選擇及工作人員的專業技能因素方面，公路橋梁對建筑施工材料的質量要求較高，若各種建筑材料的性能規格、質量不能更好地滿足實際需求，會嚴重影響公路橋梁的建設質量。同時，不同材料的使用方法也有所差別，只有嚴格按照使用說明規范操作，才能有效提高工程建設質量。此外，開展公路橋梁建設所需的工作人員數量較多，由于缺乏系統管理，從而導致工作人員的安全意識、質量意識不夠，專業技能水平不高，嚴重影響公路橋梁的施工質量。第三，公路橋梁的使用狀況和維護保養管理，當前，公路橋梁由于長期處于高負荷運轉狀態，缺乏及時的維護保養，從而導致路面損壞嚴重，情況嚴重時還會導致路基開裂及各種裂縫問題的發生。為了更好地解決公路橋梁裂縫問題，應加強管理，通過制定科學完善的管理機制，為各項工作順利開展提供制度依據。同時，應加強施工材料管理和人才隊伍建設，從而保障公路橋梁的建設質量，進一步減少裂縫問題的發生[1]。

1.2 公路橋梁施工裂縫的危害

公路橋梁工程的建設質量對國家經濟發展、公眾的安全出行有著至關重要的作用。同時，公路橋梁工程開展具有一定的復雜性，對管理水平和施工技術要求較高，任何一方面的問題都有可能嚴重影響施工效率和工程質量。因此，在工程項目管理過程中，應不斷加強制度建設、提高管理水平，做好現代化施工技術的應用，強化質量監督檢查所發揮的積極作用，進一步保障公路橋梁施工過程的安全、穩定、可靠。從當前我國的公路橋梁施工現狀發展來看，仍然存在很多方面的問題，需不斷優化管理機制，提升工程管理水平，特別是在裂縫問題的處理上，更加考驗工程項目的管理水平和施工技能。裂縫問題的出現受多種因素的影響，例如施工過程中材料的選擇，鋼筋、混凝土是工程項目開展過程中用量最多的材料，同時也直接決定了工程建設質量，如果選擇的材料質量不合格或達不到實際生產需求，很有可能導致安全事故的發生，鋼筋斷裂、腐蝕等等都會導致裂縫問題的發生，從而對路面路基的強度和使用性能產生一定的影響。此外，受外界惡劣環境因素的影響，在很大程度上會影響路面的牢固穩定，如積水問題、雨水滲漏問題，嚴重破壞橋梁的主體結構，影響主體結構的安全牢固。若各種裂縫問題得不到及時處理就會導致裂縫的長度越來越長、深度越來越深，很容易引發各種安全事故的發生，嚴重威脅廣大公眾的生命財產安全，并帶來消極的社會影響[2]。

2 公路橋梁設計與施工中裂縫成因分析

2.1 分段施工導致裂縫

公路橋梁建設具有跨度大、路程長的特點，為了進一步提高施工效率、加快工程進度，在施工過程中常常采用分段施工的方法。由于不同的路段之間難以形成統一的整體結構，再加上不同路段的施工質量和工藝流程存在差異，導致路段之間的承載力、預應力也有所不同，在長期的高負荷運轉下以及極端的氣候影響下，都會導致連接區域出現嚴重的形變，產生裂縫[3]。

2.2 自然溫度的變化導致裂縫的產生

自然條件下的氣候變化，也會導致裂縫問題的發生，主要表現為具有一定的季節性特點。由于晝夜溫差大、氣候驟變等條件，建筑材料易受到熱脹冷縮的作用而出現裂縫問題，例如夏季的高溫會導致公路橋梁路面溫度驟然升高，而內部溫度仍然較低，內外之間巨大的溫度差導致熱脹冷縮現象，更容易引發裂縫問題。這種裂縫問題相對于工程建筑自身質量問題影響較小，一般不會造成嚴重的危害，需要在使用過程中定期開展維護保養，從而減少該類裂縫問題的發生。

2.3 施工技術落后

隨著科學技術的不斷提高，各種先進的施工工藝、機械設備的應用更新換代速度較快。進一步加強現代化生產工藝的應用，不斷提高機械設備的使用性能，可以更好地推動公路橋梁的建設質量。深度應用現代化生產工藝、機械設備的更新需要企業投入大量的資金，給企業帶來一定的資金壓力。大多數企業的各種生產工藝、施工技術、機械設備較為落后，不足以支持現代化的公路橋梁施工。從機械設備管理來說，機械設備的應用能夠大大提高施工效率和工程質量，由于機械設備在運行過程中長期處于高負荷運轉狀態，會出現嚴重的損耗或質量問題，需不斷地進行維護保養，更新機械設備，才能更好推動工程的順利進行。從施工技術來說，工作人員的專業技術水平直接影響施工質量，當前管理過程中對人才隊伍建設力度不足，未開展系統的技術培訓，從而導致工作人員技術較為落后，不能更好應對當前施工過程中所面臨的各種問題。基于上述幾個方面的原因，使得施工過程中的質量問題頻繁發生，最終導致公路橋梁各種裂縫問題的出現。

2.4 荷載作用

我國當前的公路橋梁長期處于高負荷運轉狀態，承載重、工作時間長，隨著使用時間的延長，會導致不同程度裂縫的出現，需在建設過程中，進一步加強質量建設，增強公路橋梁路面的承載力。同時，在管理過程中應限制超重車輛的通行，從而對公路橋梁起到一定的保護作用。

2.5 沒有合理安置施工配套設施

公路橋梁作為道路交通運輸的主體結構，在使用過程中還需要其他配套設施輔助公路橋梁更好地運轉。從當前的實際施工現場來看，由于各項施工配套設施安置不到位，從而導致裂縫問題頻繁發生，例如各種支持結構、受力設施、錨墊板等，這些配套設施能夠顯著提高路面的牢固和穩定，如果位置安置不合理，就會導致路面在使用過程中出現嚴重的受力不均勻，從而引起裂縫問題的出現。

2.6 鋼筋破壞、銹蝕

鋼筋作為公路橋梁建設的主要支撐結構，對全面提升公路橋梁主體結構的穩定性有著至關重要的作用。由于鋼筋自身的防腐蝕性能較差，一旦某些部位暴露在空氣中，會出現嚴重的腐蝕現象，從而影響公路橋梁主體結構的穩定。公路橋梁在運輸過程中，長期受到雨水侵蝕、風吹日曬，以及自身的密閉性較差的影響，很容易導致鋼筋腐蝕問題的發生，如果得不到及時處理，腐蝕面積越大、程度越深，會導致各種裂縫問題的出現，甚至會由于鋼筋出現斷裂而降低路面的承重能力，從而對道路橋梁的運行安全帶來一定的影響。

3 公路橋梁設計與施工中裂縫成因預防分析

3.1 完善基礎勘察，加強設計審核

各項工作的開展，首先要以準確的數據作為支持，這是確保工程項目順利進行的必要條件。因此，在開展工作時，應對施工現場的各種環境進行準確勘測，確保數據的真實、準確、有效，從而保證施工方案設計的合理性和可操作性。同時，需要對施工方案進行嚴格審核，只有滿足各項施工條件時，才能用于施工生產，有效減少由于設計不足而引發的質量問題，從而減少各種裂縫問題的發生[4]。

3.2 嚴格控制混凝土施工材料質量

當前，市場上各種型號的混凝土數量眾多，不同的混凝土使用范圍、性能也有所差別。在選擇混凝土施工時，應結合工程項目的實際需求，嚴格控制水泥、砂石等比例，從而保證混凝土自身的性能能夠達到安全施工要求。在有條件的情況下，可充分開展預試驗，從而全面評價混凝土的各種性能指標，通過不斷調整優化配比方案，達到最佳的使用效果。

3.3 提升施工管理人員綜合素質，完善施工現場監管體系

施工現場的管理水平和工作人員的專業技能直接影響著工程質量。從施工現場管理來說，應進一步加強監督管理體系，采取精細化管理措施，及時發現施工過程中存在的質量問題，開展有效監督，有效制止各種違規操作現象的發生，有助于加強施工現場的管理水平。從工作人員的專業技能來說，公路橋梁建設對工作人員的專業技能有較高的要求，需做好工作人員的系統化培訓，不斷提高專業技能和綜合素質，從而為更好開展各項工作奠定良好的基礎[5]。

3.4 做好保濕與保溫

由于熱脹冷縮、環境干燥而引發的裂縫問題，可以采取及時有效的保溫與保濕措施，減少該類裂縫問題的出現。做好保溫措施，可以有效避免不同區域出現溫差過大的現象，保持公路橋梁內部溫度的穩定，在很大程度上減少由于熱脹冷縮而引發的裂縫。做好保濕措施，冬季氣候干燥，公路橋梁內部水分蒸發，可以通過保濕措施保持公路橋梁內部的含水量處于正常狀態，從而減少裂縫問題的發生。

3.5 加強荷載控制

當前，我國的公路橋梁在使用過程中長期處于高負荷運轉狀態，會引發裂縫問題的發生，嚴重時會影響到公路橋梁的主體結構。因此，在荷載設計時，需結合公路橋梁的使用功能和交通運輸情況，保證荷載設計量與實際需求相協調；加強公路橋梁使用管理，減少超重型車輛通行，減少由于負載過重而引發裂縫問題的發生。

3.6 保證橋面與橋梁達到相同使用年限

公路橋梁不同部位的受力情況存在顯著差異，這也是導致橋面、橋梁使用年限存在巨大差別的重要原因。為了進一步保證橋面橋梁具有相同的使用年限，需要在設計過程中，結合不同部位的受力分析，采取有針對性的解決措施，共同提高橋面結構的安全性、穩定性和牢固性。只有各部位的使用年限達到高度的統一，才能有效避免后期維護保養所產生的成本，對提高交通運輸效率也有積極影響。

3.7 公路橋梁模板支架質量控制

由于公路橋梁不同的模板支架所發揮的作用不同，在實際施工過程中，分為安裝與拆除不同的部分，無論哪個環節出現質量問題，都會嚴重影響公路橋梁的建設質量。因此，在施工過程中必須提高對模板支架的質量控制，結合施工現場的安全管理需求，不斷提高模板支架安裝的可靠性、穩定性和牢固性，從而為確保各項工作的安全實施提供更加可靠的質量保證。在拆除過程中，還需結合外界環境采取一定的安全防護措施，有效避免由于模板拆除而引發的表面裂縫問題[6]。

3.8 優化公路橋梁施工操作流程

工藝流程的設計對進一步提高施工效率，加強工程質量建設具有重要的影響。在設計過程中，充分依照現場各種參數指標和工程建設需求，不斷提高各個部門之間的密切合作，施工環節之間的緊密連接，既可以縮短工程周期，又可以進一步提高工程質量建設，在減少生產成本的同時，有效減少各種質量安全問題的發生。

4 結語

分析混凝土裂縫為公路橋梁帶來的危害，從常見因素如溫度、收縮、荷載與新時期結構設計、新型材料等角度進行了公路橋梁混凝土產生裂縫的原因分析，結合當前路橋工程從混凝土施工溫度控制、混凝土材料及制備質量、養護等幾個層面提出了控制混凝土裂縫發生概率的措施建議，通過實際應用和總結發現，效果較為理想。