浅析混凝土桥梁裂缝成因

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年4月第10期   作者:梅宇晖
[导读] 桥梁在交通中发挥着巨大的作用,不仅能够解决地形地势对交通的影响,还可以在城市内实现对交通压力的舒缓。
        梅宇晖
        广唯建设集团有限公司  黑龙江省哈尔滨市150028
        摘要:桥梁在交通中发挥着巨大的作用,不仅能够解决地形地势对交通的影响,还可以在城市内实现对交通压力的舒缓。桥梁主体结构为混凝土,当今存在着多数桥梁混凝土出现裂缝对交通安全造成影响的情况。本文分析了常见的桥梁混凝土出现裂缝的原因,主要从设计以及施工和后期维护等方面进行了讨论,并对当前桥梁混凝土裂缝问题提出了一定的改良方案,为桥梁混凝土的质量提供一定的保障。
关键词:桥梁混凝土;裂缝成因;防治改良
        前言:桥梁混凝土是桥梁的主体部分,桥梁在使用中如果出现问题,一般都是通过混凝土裂缝表现出来的。对于不同种类的桥梁造成其出现混凝土裂缝的原因一般都有所差异。但是桥梁混凝土出现裂缝也具有一定的共性。混凝土自身质量是导致混凝土出现裂缝的常见原因之一,但是这种情况一般只发生在施工资源不足的情况下,只能通过临时调整来应用有限的材料,导致桥梁混凝土容易出现裂缝。但是只要在进行设计规划时减少问题,避免更改可以有效避免这种情况,因此在进行桥梁混凝土裂缝研究改良时应从其他多个方面入手。
1.导致桥梁混凝土出现裂缝的常见原因
1.1设计问题导致桥梁混凝土出现裂缝
        设计是一个工程总体的指导,在建筑工程中,大部分设计问题都会对工程项目造成巨大的影响,在桥梁工程中同样如此。当今桥梁应用在各种地理条件下,不同区域设计方案存在着一定的差异。但整体的设计都是对桥梁结构进行调整实现对受力进行控制来确保桥梁的承载能力满足需求。但是当今存在着桥梁设计不合理的现象导致其受力存在问题,桥梁自身难以承受相应的压力而在投入使用后不久便出现混凝土裂缝。设计问题主要是桥面的曲率设计,桥面曲率设计不合理,会导致桥梁内部结构产生的挤压超出自身所能承受的力度,最终出现桥梁内部结构变化影响外部混凝土,产生裂缝的情况。另一种问题则是材料使用设计问题,部分桥梁由于环境需求,需要采用一些特殊的材料在特定部位进行加固,部分设计人员在进行设计时,材料的选择会对桥梁造成影响,一些设计人员在桥梁关键节点部分进行加固时,设计使用的材料过于注重其强度,没有考虑延展性,导致桥梁节点部分容易在受力没有得到缓解的情况下出现磨损的状况,进而影响整个桥梁受力结构,导致桥梁混凝土出现裂缝。
1.2环境的应对控制问题导致桥梁混凝土出现裂缝
        除了考虑设计问题,还需要考虑其他环境因素对桥梁的影响,其中水分是一大影响因素,部分桥梁混凝土缺乏防水防渗措施,很可能由于水分的侵蚀而出现结构损坏,桥梁岸边部分的土壤也会受到水分影响,对桥梁稳定性造成影响,部分设计者对其缺乏考虑,同样会导致桥梁易损。此外,环境因素对桥梁混凝土的影响还包括温度的影响,温度对桥梁混凝土结构的影响从施工阶段便存在会一直持续到桥梁投入使用后。在施工时,温度会影响混凝土的凝固速度,桥梁混凝土的凝固速度与预期不符,出现混凝土变形的情况,混凝土变形之后桥梁结构便无法同设计相同,桥梁结构受力会受到明显的影响,容易出现桥梁裂缝。除此之外,根据环境不同,桥梁所处温度变化有一定的区别,水上桥梁受大量水分的影响,温度相对较低,会出现混凝土凝固问题,但是对于一些较为干燥区域的桥梁,如果所处环境温度过高,会导致混凝土材料膨胀挤压,最终出现开裂的现象。


1.3施工及维护不当导致桥梁混凝土出现裂缝
        桥梁的施工工作是存在着较多不确定因素的一个环节,有时可能会出现施工与方案存在差异的情况,导致桥梁受力不符合原有设计,容易出现桥梁混凝土开裂的现象。施工与设计不符主要存在两个方面的原因,首先便是工程交底工作存在漏洞,部分设计人员在设计时可能存在多次修正的情况,有时可能会出现设计档案混乱或者部分缺失的情况,施工人员在进行施工时,可能会存在根据自身经验进行修改补正,但是凭借自身经验进行的施工纠正虽然可以实现局部施工的顺利进行,但是桥梁整体结构会受到影响,进而出现桥梁裂缝。另一种问题提则是在进行施工时由于缺乏有效科学的管理监督组织体系,导致施工效率较低,组织存在问题。桥梁裂缝问题在有效的维护监管情况下一般能够被及时修补纠正,不会进一步扩大,能够将维护成本控制在一定范围内。但是当今部分桥梁缺乏有效的维护监督管理,在出现一些较为明显的混凝土裂缝后,才会收到反馈进行处理,这种情况下需要耗费大量的资源,而且裂缝容易重新出现。
2.对桥梁混凝土裂缝问题进行改良的方案
2.1采用综合技术提高桥梁设计质量
        桥梁设计时保障桥梁质量的基础,有效的设计能够为桥梁提供足够的力学保护。在进行设计时,要避免桥梁混凝土出现裂缝,需要对影响桥梁的因素进行分析。对于水上桥梁而言,设计时需要考虑到水体流动速度进而推算出桥梁水下部分的受力状况,在进行设计时,将水流冲击力考虑在内,保障桥梁水下部分的强度,可以用水下传感器对需要进行水下施工的区域水流状况进行探测,有一定的数据作为参照标准,同时也可以将探测器获得到的数据传输到计算机中,通过相应的软件来进行模拟,在软件内进行模型的构件,输入桥梁水下部分结构以及材料数据来直观的确保设计的合理性。对于非水上桥梁而言,在进行设计时,可以找到相关部门寻求相应的车流量数据来评测桥梁需要承载的压力,如果难以获得相应数据,可以采用相应的仪器来进行实地调查,根据实地调查结果通过计算机算法进行综合性评估,设计合适的桥梁结构来实现材料成本与质量需求的平衡。
2.2加强对桥梁混凝土周边环境的控制
        桥梁混凝土的质量不仅与自身相关,还受周围环境的影响,对于水上桥梁而言,首先需要在施工时对桥梁混凝土的温度进行控制,施工时采用温度控制仪来确保混凝土能够达到凝固的温度,同时采用湿度探测器来了解周围环境水分对施工的影响,如果水分过高则应采用人工方式对过多的水分进行处理。除了施工时需要对周围环境这些因素进行考虑之外,还需要在桥梁投入使用后对其周围环境进行定期勘探监测,可以在完成施工后,每隔一段距离在桥梁上安装一定的感应设备,进行长期的定时数据记录,通过后台对记录的数据进行统计分析,可以对环境进行一定的评估,当环境评估水平超过一定的阈值时,应派遣相应工作人员对桥梁周围环境进行处理,避免桥梁长期处于不良环境而遭到损坏出现裂缝。
2.3加强施工监控以及后期维护工作
        加强施工监控对于防治桥梁混凝土裂缝有着直接的帮助,在进行施工监控时,每个监督管理小组应有相应的设计人员进行协助管理,当施工遇到设计时没有考虑到的问题时,设计人员可以进行实时调查改进,如果问题影响较大,可以判断不受其影响的施工工作,安排施工人员进行该方面施工,将问题记录在档案内,寻找其他设计人员对整个工程受其影响程度进行评估,共同探讨合理的解决方案。另外,后期维护工作也是避免桥梁产生裂缝的重要环节,在桥梁投入运行后一段时间内进行持续监测,发现出现裂缝后进行记录,了解桥梁实际承压能力,如果桥梁不满足需求,可以适当地采用一些性质较好的材料对其进行加固,实现材料精确应用控制成本提高质量。
        结语:桥梁在人们的生活中有着巨大的作用,对其常见的裂缝问题进行改善有助于提高人们出行安全性。
参考文献:
【1】曹俊.公路与桥梁混凝土的施工温度与裂缝防治探析[J].住宅与房地产. 2019(30)
【2】郭科,冀冠宇.有机温拌沥青混合料施工温度分析[J].山西交通科技. 2018(04)
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