哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江省哈尔滨市 150001
摘要:随着经济的发展,道路桥梁工程的建设数量不断增加、规模不断扩大。在道路桥梁建设过程中,由于当前交通压力不断增大,对于桥梁质量和桥梁宽度的要求也在不断提升,桥梁设计和施工难度增加。因此对于桥梁施工和使用中经常出现的裂缝质量问题,要采取有效的措施进行预防,降低质量缺陷的发生率,提高桥梁安全性。基于此,文章简要分析了道路桥梁设计与施工中的裂缝成因,对其解决措施进行了深入探究,以期能够提高道路桥梁建设质量。
关键词:道路桥梁、设计、施工、裂缝成因
一.道路桥梁裂缝的危害性
我国很多道路桥梁工程项目的建设使用的都是钢筋混凝土结构,主要是由于钢筋混凝土的施工工艺比较成熟,并且施工成本低、施工效率也相对较高,但是,因受到混凝土施工特点的影响,一旦在施工中受到一些外界因素的影响,就会使道路桥梁工程项目中出现裂缝,这样一来,不仅会降低整个道路桥梁的刚度以及整体性,同时还会威胁到人们的行车安全。总之,道路桥梁施工裂缝的危害主要来自以下方面:(1)一旦在道路桥梁中出现裂缝,就会对整个工程项目的稳定性以及结构产生影响,主要是因为裂缝只是产生于结构表面,但是随着时间的不断增加,裂缝逐渐向内部蔓延,从而威胁到整个道路桥梁的整体性;(2)裂缝的不断深入,会导致原来混凝土中的钢筋暴露出来,在空气中钢筋出现腐蚀现象之后,就会影响到道路桥梁的使用寿命以及使用安全。
二.道路桥梁设计与施工裂缝的主要成因
1.设计不当容易造成各种施工问题
道路桥梁设计方案是工程施工最直接、最重要的指导依据,施工设计的质量直接决定道路桥梁工程施工质量。但是在前期的工程设计中,设计人员主要依靠自身的主观经验以及网络上数据信息设计施工方案导致施工方案缺乏实用性与科学性。设计人员并没有认识到对施工场地进行实际勘察的重要性,在施工中使用的数据精准度不高,忽视了环境、地形之间的差异,不能为道路桥梁施工提供科学、精准的指导,严重降低工程施工质量。
2.载荷超限引发的裂缝
道路桥梁工程在建设的过程中,由于使用需求不同,其载荷也就表现的不同,如果在道路桥梁工程建设中,其所承载的负荷超过了最大载荷,则会引发明显的结构性裂缝。这是由于在施工的过程中,部分施工人员未能对施工现场进行考察,在施工现场中放置了大量的施工设备,无形中增加了未完成施工的道路桥梁的外部荷载。部分施工人员在施工的过程中未能根据道路桥梁工程建设的实际情况,去详细的分析道路桥梁工程结构的受力情况,就进行了盲目的施工,导致道路桥梁工程结构失去了平衡,进而出现了结构性裂缝。
3.温度变化影响
混凝土质量道路桥梁工程施工都是露天操作,工程建设会受到不同地区气候因素的影响,由于混凝土中材料为粉末或固体块状,所以外界温度高低变化会影响混凝土的形状变化,出现热胀冷缩现象,混凝土内外温差过大就会造成一定程度的变形,混凝土变化时其内部就会出现应力,当应力超过混凝土能够承受的压力时就会造成混凝土裂缝的出现。例如在冬季需要进行蒸汽养护,蒸汽养护结束后在外界温度影响下,混凝土温度骤降,就会出现混凝土裂缝。
4.施工裂缝
道路桥梁施工中,混凝土的配比不能达到设计要求,或者在混凝土施工中没有按照规范工序进行施工操作,比如混凝土的振捣不均匀、初凝时间小于3h、混凝土分层或分段浇筑时接头部位处理不好, 则易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝; 或者后浇混凝土养护不到位,会导致混凝土收缩而引起裂缝。除此之外,在施工中应该预留泄水孔,泄水孔的周围属于受力薄弱部位,若施工控制不到位也很容易出现施工缝隙。
三.道路桥梁设计与施工裂缝的相关预防措施
1.优化设计方案
设计方案是工程施工的基础,方案中需要对工程的施工期限、施工材料、工程图以及需要的设备及人员等进行清晰的说明,施工时需要按照方案的要求进行,因此方案的合理性直接影响到施工的可行性以及施工质量、施工安全。设计方案的制定必须要先对施工地点的环境进行考察,然后根据实际情况进行设计,还需要对方案进行严格的审核,确定没有问题后再进行施工。
2.对混凝土材料进行严格的控制
针对混凝土中的骨料直径、水泥强度、抗压度等多个指标需要工作人员严格进行遴选,保障混凝土原材料质量符合质量的施工标准。在使用施工原材料时,需要满足道路桥梁施工技术标准,根据实际情况,工作人员应灵活进行调整。应科学的配比混凝土,并且严格根据制定的流程进行规范操作。在施工前需要进行多次实验工作,从而确保混凝土材料能够适合实际施工条件以及施工环境。施工人员应根据外部环境出现的变化,合理对搅拌用水量进行调整,减少混凝土出现形变的情况,避免出现裂缝情况。
3.合理的控制载荷
道路桥梁设计方案对整个施工质量起着重要的作用,工程设计人员一定要根据道路桥梁工程的等级、用途等确定工程最佳的荷载量。但是在确定荷载量的过程中,设计人员一定要详细的考察施工现场的具体情况,对工程的设计方案进行不断的优化,对道路桥梁工程区域内的情况详细的分析,如地质地形、土壤、水文、环境、气候、温度等,将其综合的分析,科学合理的布局工程的荷载量。一般情况下,道路桥梁工程的荷载与多个方面的因素有关,所以,设计人员要从多个方面着手,加强对荷载量的控制,避免道路桥梁工程荷载量超过工程荷载量的极限值,还要对荷载裂缝形成的原因进行分析,并根据分析的结果采取相应的治理对策和控制方式。如在道路桥梁施工过程中,可采用预应力法、锚固补充法等对混凝土结构进行加固,在提高道路桥梁工程结构稳定性的同时,增强道路桥梁的承载力,避免裂缝的出现。在设计方面,道路桥梁工程企业还应对设计方案的经济性和技术性进行评估,选择出最为适合本项目的设计方案和施工方案,减少工程施工中裂缝的出现,进而提高道路桥梁工程的施工质量。
4.合理控制温度
温度裂缝在工程建设中极为常见,想要有效避免由于温度而产生的裂缝问题,需要施工单位对温度进行合理控制。首先,在配比混凝土中,施工人员要根据施工建设的要求,对水分进行严格控制,进而避免由于水化热反应提升混凝土内外温度差;其次,在夏季施工中,需要对室外温度进行严格控制,适当降低混凝土厚度,确保其充分散热,防止结构内外温差过大;最后,选择收缩性小、易性好的水泥材料,保证混凝土的持久性和耐久性,避免发生温度裂缝。
5.强化施工阶段质量监控
道路桥梁施工单位要选取标准化的施工工艺和专业人员进行施工,保证混凝土施工环节的合格性。一方面,要对施工人员的素质进行保证,选择具有专业证书和专业技能的人员开展混凝土施工,避免由于人员因素对混凝土质量产生影响。同时在施工工艺中要对混凝土的浇筑范围以及浇筑时间等进行明确,保证工艺规范性。在混凝土结构施工中要对捆绑、支模板、浇筑、养护、检验等不同环节进行专业施工,在浇筑结束后,对混凝土抗压性、抗裂性等性能进行检验,保证混凝土性能满足技术标准。
结语:
综上所述,道路桥梁的建设是国内经济发展的重要基础,但在实际道路桥梁的建设中,不仅要保证道路桥梁的稳定性,而且美学和整体质量也很重要。道路和桥梁因多种原因开裂,通过对道路桥梁裂缝产生的原因进行分析,然后建立合理的解决方案,可以提高道路和桥梁建设的整体水平。
参考文献
[1]陈伟道路桥梁施工中的裂缝成因及预防对策研究[J]交通世界2020(2):148-149
[2]刘燕 分析道路桥梁施工中的裂缝成因及预防方法[J] 智库时代2018(52):193+195
[3]尹秋实 道路桥梁设计与施工中裂缝成因及防治措施[J] 工程技术研究2019(10): 80-81