道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析 叶忠元

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:叶忠元
[导读] 摘要:从当前道路桥梁建设来看,施工裂缝是一种常见的质量缺陷,裂缝现象的存在直接威胁路桥结构安全,降低道路桥梁使用寿命。
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        摘要:从当前道路桥梁建设来看,施工裂缝是一种常见的质量缺陷,裂缝现象的存在直接威胁路桥结构安全,降低道路桥梁使用寿命。下面文章就道路桥梁设计与施工裂缝成因进行分析,并提出相应的改善措施。
        关键词:道路桥梁;桥梁设计;施工裂缝;裂缝成因
        引言
        在对道路桥梁工程进行施工时,质量缺陷问题能够在一定程度上影响结构质量安全,对此施工单位要确保每一个施工环节都做到位。从道路桥梁工程设计与施工角度分析,造成裂缝问题的因素较多,由于在施工中缺乏科学管理,没有先进工艺技术,道路桥梁裂缝问题比较普遍,相关人员要针对该问题进行分析和反思,然后制定科学合理的解决措施,最终保证道路桥梁工程的施工质量。
        1裂缝的危害
        我国建筑行业在随着科技的进步不断发展,社会的进步发展也对我国道路桥梁的建设和交通运输提出了更高的要求,道路桥梁的设计和施工在社会的发展进程中也扮演者越来越重要的角色,干系着经济的发展和进步。基于此,建筑企业之间也存在着越来越激烈的竞争,为了拥有更多的市场份额,就要有更好的施工质量、口碑和企业形象,就意味着施工过程中要尽量避免问题的出现,保证较高的工程质量。然而在道路桥梁的设计和施工建设过程中,施工管理问题常常会导致混凝土裂缝的出现,这一病害不仅会严重影响施工质量,还会对施工单位的声誉造成负面影响。裂缝的出现会降低路桥工程的安全性和稳定性,表面的混凝土裂缝常常会因为渗透作用而向混凝土的内部进一步深化和发展,对道路桥梁整体施工工程质量造成严重的负面影响。裂缝出现后,混凝土结构内部的钢筋将会暴露出来,与空气充分接触,会造成钢筋锈蚀,导致强度的降低和工程稳定性的降低,影响工程的使用寿命。如果道路桥梁工程的质量较差,过往车辆和行人的安全将无法得到保证,从而使道路桥梁产生很大的安全隐患。相关的企业和工作人员在道路桥梁施工的过程中,一定要精化自己的技术,考虑混凝土裂缝的危害和影响,做好裂缝预防与处理工作。
        2道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析
        2.1荷载裂缝
        单柱或双柱桥墩结构的中心受到荷载作用,易产生短而密的平行裂缝;弯矩最大截面在受拉区荷载的作用下出现垂直裂缝,若使用较少的结构钢筋,则会导致少而宽的裂缝;因主筋和抗剪切筋设置不足,在受到剪切破坏时会出现斜裂缝;桥梁结构刚度不足、钢筋布置不合理,会使桥梁长期受到荷载作用从而产生裂缝。
        2.2收缩裂缝
        从收缩裂缝问题下进行分析,可以将其划分为塑性以及干缩两种方式。站在混凝土塑性裂缝角度上来看,在水泥材料还没有最终凝固以前,混凝土存在失水收缩问题,相比较于结构的抗拉强度,往往结构内部的拉应力较大,从混凝土结构表面下加以观察,就会看到不同程度的横纵向裂缝;而所谓的混凝土干缩裂缝问题,主要就是施工人员在操作浇筑等工序当中,正式实施混凝土养护时,没有做好混凝土结构表面湿度的维护工作,在引发结构不同宽、深程度的问题上,最终形成了干缩裂缝现象。
        2.3温度裂缝
        桥梁工程施工过程中混凝土施工要经过冷凝及硬化过程,在这个过程中,水泥会因为水化反应从而产生水化热,混凝土结构内部温度与表面温度就会形成非常大的差距,内外的温差增大,从而导致一定的拉伸应力。混凝土结构的外部温度迅速降低,混凝土抗拉能力不足,内部的压应力超过了表面的拉应力,也就是说混凝土结构不具备足够的抗裂性,就会造成裂缝。


        3道路桥梁设计与施工中裂缝控制措施
        3.1提高承载力设计
        科学合理的工程设计方案是所有施工的重要参考范本,在公路桥梁建设过程中的力学结构设计十分重要,不仅影响了施工作业的过程,对于公路桥梁在使用中的质量和寿命也会产生直接影响。要求设计人员结合施工现场的实际地质情况,对公路桥梁的力学结构展开合理优化。如对于一些地下水系分布复杂或存在岩溶情况的地区,则需要加强桩基建设工作来提升公路桥梁的稳定性,桩基中使用的混凝土灌注材料也必须保证高强度、高承重能力。而对于一些在梁体或公路面层使用大面积灌注方法进行施工的混凝土材料,需要着重关注其表面张力、内部应力等不同方面的受力情况,避免因为负重过大等原因而开裂,影响公路桥梁的结构安全。
        3.2优化结构设计
        通过对过往施工工程的总结可以对现有的施工过程和结构进行优化。优化的目的是使工程的施工过程更加合理,一定程度上提高工程的施工质量,并保证工程结构的稳定和安全,防止结构问题的产生。施工人员要在混凝土表面加一层保护膜,防止混凝土发生腐蚀问题。除此之外,工作人员还应该注意到钢筋在结构中的重要性,可以通过缩小间距和使用小直径钢筋的方式来使混凝土结构更加稳固,降低产生裂缝的可能性。在进行道路桥梁的施工设计时,还要检查好施工模板,对其刚度和稳固性做出检测,保证其满足施工的标准和要求。在各个施工环节的实施和进行过程中,也要注意养护工作的重要性,使工程的使用寿命得以延长。
        3.3收缩裂缝的控制措施
        对于混凝土结构出现的收缩裂缝问题来讲,最常见的就是出现在现浇的混凝土结构当中,为了能够更好的应对收缩裂缝的出现,施工人员可以从以下几方面进行分析:第一,进行道路桥梁施工过程中,不管是施工技术还是施工工艺,都必须要求施工人员严格按照行业操作标准进行处理,同时施工单位需要安排专业人员,秉持精细化的原则,对整个施工过程进行动态化的质量监管。另外,大多数条件下,施工单位最好选择有着较大强度以及较少干缩的材料,控制好水灰比,适当的添加高性能的减水剂,促使混凝土结构达到要求的和易性特点;第二,在施工人员完成浇筑工序以后,应该加强对混凝土结构养护工作的关注,借助草垫等的材料,将其均匀的覆盖在结构的表面,定期做好洒水处理,维持混凝土结构表面的湿润度。第三,在处理混凝土干缩裂缝时,施工人员可以围绕以下几点进行:首先,选用高质量的混凝土材料,深入的检查相关原材料的性能标准,并采用低水化热的水泥,控制好混凝土骨料粒径与级配、混凝土砂率等参数;另外,站在项目施工现状下出发,合理的选择施工工艺以及技术手段,将伸缩缝加以提前预留,切实发挥出混凝土的性能。
        3.4预防温度裂缝
        第一,尽量选择低热或中热的矿渣硅酸水泥,降低水泥用量,减轻水泥水化热反应带来的温度升高。在混凝土中掺入粉煤灰、外加剂,也可以掺入适量的细粉煤灰以降低水化热,提高混凝土后期强度,降低产生温度裂缝的可能性。第二,控制好混凝土浇筑的温度,若遇高温天气,应在砂石堆场搭建遮阳棚,并对砂石集料进行喷水降温,避免砂石温度过高导致混凝土温度升高。第三,对混凝土振捣工艺进行改进,初凝前二次振捣,减少因小石块形成的混凝土空隙和气孔,增强混凝土的黏结力和抗裂性。第四,合理安排浇筑施工工序,有效降低混凝土温差;在冬季施工中,浇筑后要及时进行保温养护,养护周期不得小于14d,以保证混凝土在潮湿环境下充分进行水泥水化,增强混凝土抗拉力。
        结语
        综上所述,在道路桥梁工程建设过程中,裂缝是一种十分常见的质量问题,裂缝产生的原因非常多样化,设计、施工等多方面因素造成的,对此在建设过程中要注重对设计、施工的全面控制,结合道路桥梁裂缝实际情况做好科学预防工作,切实提高桥梁结构的耐久性、安全性。
        参考文献
        [1]叶尔丰.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施[J].工程建设与设计,2020,(07):242-244.
        [2]周汝文.道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析[J].智能城市,2020,6(5):203-204.
        [3]陈兰存.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].科学技术创新,2019,(34):119-120.
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