道路桥梁设计和施工过程中裂缝成因分析

时间：2024-05-19

王维琪

在道路桥梁建设工程进行期间，混凝土作为工程常用的材料，直接关乎工程整体质量，但是受到外界因素与环境因素的干扰，在工程过程或是投入使用的一段时间出现裂缝，对桥梁行车与人员造成一定的安全威胁。在路桥工程进行期间，必须增加对裂缝控制工作的重视程度，管理人员应该明确自身在此项工作方面承担的责任，掌握裂缝控制方法，在科学的控制手段下，提高混凝土结构的整体质量。

1 裂缝形成的原因

1.1 荷载问题

经过研究发现混凝土出现裂缝荷载问题是一方面原因，道路桥梁工程路基结构可能会受到荷载问题的干预，破坏路基结构，导致混凝土表面出现大量的裂缝。在混凝土路基建造工作进行期间，应该灵活的应用多类设备辅助桥梁工程施工。由于工程部分路基结构强度不达标，让很多大型设备无法良好地进行碾压工作，在施工碾压阶段造成严重的裂缝问题，降低路基整体质量。在道路桥梁施工期间，因为外在因素的监控方式不当，致使混凝土出现大量裂缝。在施工结束后，桥梁正式投入使用，在通行一段时间后，因为车辆荷载破坏桥梁路面结构。当桥梁承受能力小于外界压力时，就会在路面处出现大量裂缝。

1.2 温度问题

混凝土是道路桥梁工程的主要材料，拥有热胀冷缩的特性，会因为温度的改变，使混凝土结构与形状发生一定的变化。在温度骤然变化时，混凝土会在热胀冷缩特性下出现变化，也是在此过程中导致混凝土出现裂痕。研究道路桥梁工程需要在设计工程方案前，进行施工勘察工作，掌握工程区域的情况，清楚施工地形参数。此外，需要调研施工场地的气候状况，在施工场地如果出现明显的温差，会影响到混凝土的质量，对工作造成不小的干预。

混凝土在温差的影响下便会出现变形，温度应力会受到混凝土结构限制，但是在约束值达到极限后，会因为温度应力超过混凝土结构约束力，使结构出现较大的形变并在此期间出现大量的裂缝。道路桥梁工程进行期间，需要让工作人员提前采取防护措施，尽可能规避温度裂缝。然而，在实际施工中工作人员即便清楚温度裂缝产生原理，但是在裂缝控制方面并没有找到关键点，很难控制裂缝出现。因为控制方式不当，导致混凝土出现大量裂缝，此外，随着温差增加，会加剧裂缝病害程度，降低工程整体质量[1]。

1.3 收缩问题

混凝土自身拥有收缩性，在该特性下使桥梁道路表面出现大量的裂缝。在施工中，施工人员应该清楚混凝土的特性，针对有收缩性引发的裂缝问题进行合理的防御。收缩的出现会降低桥梁结构的可靠性，使工程质量存在不达标的威胁。因此，应该增加对工程混凝土收缩裂缝控制工作的重视程度。混凝土收缩特性主要是受到工程所在区域环境因素的干扰，出现一定程度的形变，在形变超过一定水平后发生裂缝。施工人员在道路桥梁工程中应该清楚混凝土收缩特性，在混凝土浇筑工作进行一段时间后，才可以进行后续操作。如果混凝土结构的水泥出现水化热反应，此时混凝土结构内的水分会快速蒸发。施工人员需要掌握混凝土结构收缩状况，明确混凝土浇筑的工作顺序。在浇筑混凝土后的一段时间才可以继续进行后续操作。另外，通过调查发现混凝土的塑性收缩，在未硬化混凝土内也会出现，需要关注此方面状况并进行合理的控制。当混凝土硬化后，内部水分会在水化热作用下被大量消耗，导致混凝土表面湿度下降，无法达到工程施工要求。混凝土在随后的一段时间会大幅度缩水，体积变小并在表面处产生大量的裂缝。

1.4 材料质量问题

材料是道路桥梁施工的基础，在基础不牢靠的前提下，工程质量难以保障工程达到建设要求。建筑使用的材料质量直接关乎工程建设效果，也是混凝土能否按照要求得到合理应用的关键。在道路桥梁工程进行期间，应该增加对混凝土质量的关注程度，将其作为保障桥梁结构安全性、可靠性的关键内容。在混凝土制备期间，关注骨料、水泥等材料并利用掺合剂等辅助材料，制备混凝土，提高混凝土整体性能。在施工前，需要检查混凝土所用的各类材料，还应该清楚关于材料的各项要求。施工单位不能因为提高工程经济效益，选择没达到合同设定要求的材料，必须严格禁止在施工过程中使用粗制滥造的材料。保证混凝土材料质量，也是工程可以良好进行的有效方法。

在混凝土制备期间，需要清楚内部水分对混凝土形成的影响，如果混凝土水分过大会出现结构裂缝。因此，技术人员必须做好材料成分控制工作，清楚添加剂的时机以及添加剂应用量。在合理的控制下，尽可能抑制材料化学反应，否则便会因为材料控制不当，使混凝土因水化热等反应出现裂缝，降低混凝土的可靠性、耐久性[2]。

2 混凝土裂缝防控措施

2.1 施工温度控制

混凝土在道路桥梁施工中可能会受到温度的干预出现裂缝，这也是当前工程中裂缝出现的主要原因。在实际施工中必须定期进行现场测温，结合现代工具预估未来几天施工现场温度变化情况，利用掌握的数据进行合理的控制。在外界温度较高时，需要控制混凝土浇筑的厚度、水化热反应时间。除此之外，清楚混凝土浇筑的注意事项，控制浇筑速度，在工作场地布置测温装置，显示现场温度值，方便工作人员进行温度控制工作[3]。

2.2 原材料质量控制

管理人员应该关注工程项目施工工作，需要严格审查原材料质量，清楚材料混合配比，保证材料种类齐全，各材料质量达到要求。在道路桥梁施工中应该清楚各种材料的配比并进行科学的控制，使水泥等级达到设定要求。在原材料控制期间，作为混凝土中重要的材料——水泥，直接关乎混凝土的性能，如果出现质量问题，混凝土表面会出现大量的裂缝。此时应该在材料混合阶段，合理的应用添加剂，确保外加剂可以达到提升混凝土稳定性的目的，有效控制混凝土表面裂缝。

2.3 结构设计优化控制

清楚施工过程要点并结合建设工作内容优化结构方案，在工程优化的方式下，可以使各工序工作良好地进行，对工程过程可能出现的各类问题进行防护。施工人员在工程进行阶段，在混凝土表面覆盖保护材料，从而可以规避混凝土腐蚀问题。工作人员还应该研究混凝土结构，清楚混凝土特性，发现钢筋在混凝土结构中的重要性，使用小直径钢筋或是控制间距等方式，提高混凝土结构的可靠性、安全性。

在道路桥梁施工设计环节，需要清楚施工模板工作内容，检测模板的稳固性，保证其达到施工要求。在施工各环节进行混凝土养护工作，在针对性管控方式下，对外界干预因素进行合理的控制，提高桥梁的耐久性[4]。

2.4 修补裂缝

在工程进行中可能因为外界因素的干预，使混凝土表面出现一定数量的裂缝。此时应该及时修补，裂缝可以降低对工程造成的不利影响，在当下表面修补法、灌浆法均是常用的手段。表面修复法是确定裂缝部位，加水泥浆涂抹在裂缝表面，完成修补裂缝的工作任务；灌浆法是将水泥浆或者环氧聚合物等材料作用在裂缝部位，修补混凝土表面处的裂缝。