班玄耀 黄少程
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要:当前,在道路桥梁建设中经常会遇到桥梁开裂问题,影响桥梁后期的正常使用。为了提高道路桥梁质量,降低裂缝出现概率,减少因开裂问题引发的事故,应该从设计阶段及施工阶段分析引发路桥裂缝的原因,然后优化路桥设计,控制施工工艺,提高路桥质量,以保证道路桥梁的安全性、耐久性及稳定性,为后期的行车安全打下基础。
关键词:道路桥梁设计;施工;裂缝成因;耐久性
1道路桥梁设计问题成因
1.1理论体系不完善
道路桥梁施工设计时需要设计人员结合施工环境及相关信息综合考量,比如是否满足道路桥梁设计规范、施工区域地质条件是否达标以及施工参数体系信息等等,这些都是设计时需要重点考察的。随着近年来建筑施工企业的快速发展,整个建筑市场竞争激烈,再加上施工规模的扩大、地质结构的多样性给道路桥梁设计也增加了一定难度,想要健全的施工设计方案就需要完善其理论体系,当整个设计理论体系完善,就会大大提升设计方案的适应能力,从而进一步满足施工需求。
1.2欠缺对使用年限的考虑
在道路桥梁建设完成投入使用之后,受到各方面因素的影响,会使这项工程的使用寿命逐渐缩短,因此在设计道路桥梁施工方案时需要充分考虑外界环境、承受载荷等方面因素的影响。但是在实际对道路桥梁进行设计时注重经济性和安全性而欠缺了耐久性的考虑,这就会导致道路桥梁正常使用过程中可能会出现各种问题,影响其正常的使用。对于道路桥梁本身的耐久性来说,需要从工程本身的结构方面进行细节上的设计,从而能够提高工程使用年限的精准度。
1.3温度变化引起的裂缝
混凝土是一种特殊的热胀冷缩的材料。在浇筑混凝土时,通常内部的温度较高,如果外界环境的温度较低,则会使混凝土内外温差较大,在温度应力的作用下,使混凝土出现较多的裂缝,最终破坏混凝土结构的强度,影响道路桥梁的整体质量。浇筑混凝土时,水泥水化过程中会释放大量的热量,而混凝土的导热系数低,表面热量散失快、内部热量散失慢,内外降温速率不同,形成内外温差。此时,当外部环境温度突降,混凝土表面会发生冷缩现象,也就是温度收缩,形成收缩裂缝。温度收缩与混凝土骨料组成、混凝土的强度及温度降低的速率、幅度有关,因此,在现场混凝土浇筑过程中应采取有效的温控措施,同时要避免连续浇筑时间过长、昼夜温差大造成混凝土不均匀收缩而产生裂缝。
1.4施工材料方面
对于道路桥梁工程建设的主要施工材料来说,混凝土自身具有一定的特殊性,在对其进行浇筑时往往会很容易出现相应的变形和收缩的现象,这些现象的存在会使混凝土的体积缩小,在这种体积缩小的现象呈现出无规律、持续的状态时,就会导致应力和拉力失去了动态平衡,再加上外界环境或者人为因素的影响,直接导致混凝土材料出现变形和位移,形成裂缝。
2解决道路桥梁裂缝的措施
2.1做好道路桥梁荷载、布局以及排水设计
在道路桥梁工程实际建设过程中,想要更好地保证工程的最终建设质量,就需要有效降低道路桥梁施工裂缝的产生,相关的工作人员一定要对道路桥梁工程进行最为科学合理的设计。具体可以从以下几个方面来进行:一、在工程开始施工之前,相关的工作人员就应该到施工现场进行详细的勘察,对地质环境和周边的各种情况都有一个充分的了解和掌握,然后充分结合实际情况对道路桥梁的总体布局和载荷力进行计算,保证实际载荷力在道路和桥梁的实际承受范围之内,这样就可以大大降低载荷裂缝的发生;二、对道路桥梁的排水系统进行重点设计,一定要确保人行横道不会受到路面排水的影响,尽可能避免路桥面发生渗水现象,可以在道路桥梁面和人行道之间设计一定的挡板,并保证其比道路桥梁面要高一些。
2.2加强对桥梁施工材料的管理
建筑单位必须重视施工材料对道路桥梁建设的影响作用,需要有严格的建筑材料管理制度,严格控制材料进出库的情况,从源头把好关。从提升施工材料质量管理工作开始,充分调研、检查建筑材料的质量问题以及混凝土材料的配比比例的问题,减少施工浪费,节约施工成本。首先针对道路桥梁常用材料沥青、混凝土、沙子、石子等材料采购市场进行对比分析,选用性价比高的材料,在购入后分别储藏进一步保障材料使用效力。例如,我们都知道桥面需要沥青材料和石料颗粒制成,在石料的选择上应根据特定的选取标准进行严格筛选,先确保材料质量的合格才能保证施工工艺和后续施工的顺利进行。
2.3控制施工温度
温度的变化是混凝土出现裂缝较为常见的原因之一,因此在进行道路桥梁施工的过程中应该对温度严加控制,防止混凝土结构因温度的变化而发生形状变化,导致裂痕的产生。在实际的施工过程中,工作人员应该在施工前对现场温度进行测量,并对天气的变化进行预测。在此基础上,要对施工的工艺和技术进行优化,当天气炎热时,要注意控制混凝土浇筑时混凝土的厚度,防止其内部产生的水化热长时间难以消散,还要控制好混凝土浇筑的速度。在施工过程中,可以在混凝土内部布置一些测温装置,现场施工温度时刻加以显示,方便施工人员对温度进行控制。在温度得到测量之后,应该及时地加以记录,如果温度过高,应该及时进行控制,尽量保持在25摄氏度以内。混凝土的养护工作同样不可缺少,合理、有效的养护可以避免混凝土产生裂缝。
2.4完善混凝土浇筑方案
第一,分层浇筑。混凝土构件尺寸较大,浇筑厚度、面积较大时,如果一次浇筑成型,混凝土内部热量就无法及时散出,混凝土表面热量散失快、内部热量散失慢,造成混凝土内外温差大,产生温度应力。当温度应力大于混凝土的极限抗拉强度时,混凝土会发生开裂,形成裂缝。为了预防此类裂缝,应该采取分层浇筑的方式,横向增设“后浇带”完成浇筑工作。分层浇筑可以分成全面分层、斜面分层、分段分层三种浇筑方式,在大面积混凝土的浇筑中,要结合现场实际情况选择合适的分层浇筑方式。
第二,采用二次振捣,提高混凝土的抗裂性。二次振捣最重要的是把握振捣时间,二次振捣时间的选择与混凝土的坍落度、外加剂、水泥种类等参数相关,因此在二次振捣前要进行实验,以确定最佳振捣时间。当最佳振捣时间确定之后,要结合前期施工计划合理安排振捣方案,同时为质量事故预留整改时间。通过二次振捣,可提高振捣密实性,预防混凝土开裂。
2.5加强裂缝修补
如果在施工过程中产生裂缝,施工人员要对裂缝及时进行处理,减少裂缝对与整体工程带来的不利影响,对裂缝进行修补。常用的裂缝修补方式有灌浆法和表面修补法等。在进行灌浆法修补裂缝时,需要先将裂缝清理,然后注入特殊的材料进行修补。常用的修补材料是环氧聚合物或水泥浆,如果裂缝较为严重,还需要使用甲基丙烯酸酯等材料。如果采用表面修补法,主要是将水泥浆涂抹在裂缝表面,实现修补的效果。这种方式是最常使用的修补方式,可以一定程度上减轻裂缝对混凝土造成的不利影响。除此之外,还可以采用嵌缝法。这种方法下,需要对裂缝进行开槽和材料的填充,这种方式进行的修补结果较为整洁,不会对工程外观造成较大影响。还可以通过对工程结构的加固来实现混凝土横截面积的增加,达成修补裂缝的目的。
3.结论
裂缝是道路桥梁建设过程中极易产生的病害,不仅会对工程外观造成影响,更会影响工程的质量问题,形成安全隐患。导致裂缝出现的较为常见的原因有温度的变化、收缩问题、原材料问题等。因此需要注意导致裂缝产生的种种原因,并针对具体情况采取合适措施进行补救,注意对温度的控制、施工设计和结构的调整并对裂缝及时加以修复和养护,保证工程的施工质量和安全稳定性。
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