道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因
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1道路橋梁設(shè)計(jì)問題的解決方法
1.1完善設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)體系
橋梁設(shè)計(jì)依賴于設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面較完善的機(jī)制體系，使設(shè)計(jì)中涉及的關(guān)于結(jié)構(gòu)的體系、材料、構(gòu)造等都能夠有較深入的研究，確保橋梁設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確，符合工程需求，避免因受力不均等因素造成橋梁壽命縮減。結(jié)構(gòu)體系的全面、有效，要求設(shè)計(jì)人員能夠在設(shè)計(jì)過程中全面考慮影響因素，不忽視施工環(huán)節(jié)中的各個(gè)細(xì)節(jié)；利用不斷完善的監(jiān)督方式，防止出現(xiàn)受力不均問題。
1.2保持橋面與橋梁壽命一致
橋梁體是以極限狀態(tài)為根據(jù)設(shè)計(jì)的，而橋面設(shè)計(jì)中各方面因素都會(huì)導(dǎo)致橋面、橋梁體使用期限之間存在較明顯的差異性，也就造成國內(nèi)大橋橋面鋪裝頻繁性更換現(xiàn)象。充分考慮橋面和橋體之間的差異性，以及各種因素的可能性，是保障橋梁使用壽命維持在正常期限的重要方式[1]。
1.3重視橋梁耐久性
橋梁設(shè)計(jì)的根本目的是保障往來車輛的安全運(yùn)行。在正常使用過程中，車輛運(yùn)行、超載問題、地震、大風(fēng)等人為因素和自然災(zāi)害，會(huì)對橋梁質(zhì)量產(chǎn)生影響，而橋梁本身長時(shí)間使用會(huì)使結(jié)構(gòu)老化，甚至?xí)饾u造成劣化，為橋梁使用埋下隱患。橋梁設(shè)計(jì)必須考慮耐久性問題，但我國的橋梁設(shè)計(jì)在耐久性方面會(huì)過度注重結(jié)構(gòu)計(jì)算的具體研究，忽視總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的研究工作，所以，在橋梁設(shè)計(jì)期間必須合理把握這兩者之間的比重安排，突出重點(diǎn)、更新分析理念和設(shè)計(jì)思路，為橋梁安全奠定基礎(chǔ)。
2.1混凝土材料質(zhì)量
原材料質(zhì)量是裂縫發(fā)生的重要誘因，混凝土是利用砂石、水分、水泥、骨料等成分的科學(xué)配比混合而成的，在施工選用過程中必須嚴(yán)格遵守國家頒布的施工質(zhì)量規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。原材料在進(jìn)入廠區(qū)后，工作人員應(yīng)該實(shí)行含泥量、顆粒級(jí)配、泥塊含量的標(biāo)準(zhǔn)化檢驗(yàn)。砂石的驗(yàn)收審核要以400m3或者600t為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)具體的含泥量超標(biāo)時(shí)，混凝土的整體強(qiáng)度、抗?jié)B性能都會(huì)明顯降低，造成混凝土的局部構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
2.2外部荷載
因荷載引發(fā)的混凝土裂縫包括直接應(yīng)力、次應(yīng)力2種裂縫形式，主要成因?yàn)椋海?）直接應(yīng)力裂縫是在工程設(shè)計(jì)階段的荷載漏預(yù)算或不運(yùn)算時(shí)，導(dǎo)致的荷載預(yù)算嚴(yán)重不足問題。而施工材料堆積造成荷載超標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫。（2）次應(yīng)力裂縫是設(shè)計(jì)階段未采取合理預(yù)算，且將開洞、鑿槽的影響性忽視，會(huì)直接引起荷載量的變化，使混凝土中出現(xiàn)裂縫。所以，混凝土裂縫形態(tài)是確定裂縫出現(xiàn)原因的重要因素，應(yīng)及時(shí)采取解決方法[2]。
2.3溫度變化
混凝土施工的過程中，由于周圍環(huán)境溫度的變化，導(dǎo)致其中的部分材料在熱脹冷縮性質(zhì)的作用下引起了混凝土結(jié)構(gòu)的變化，致使建筑物的不同構(gòu)件使用中產(chǎn)生了變形問題，產(chǎn)生了各種應(yīng)力，影響著混凝土的安全性能。比如，某專線地處東北，氣候整體濕寒、溫差較大。夏季溫度最高超過30℃，晚間溫度會(huì)低于10℃，風(fēng)力較強(qiáng)，濕度高于50%；冬季溫度下降至-30℃，1a內(nèi)的溫度差異有60℃以上。而夏季的天亮?xí)r間為2點(diǎn)，日出時(shí)間為3點(diǎn)，日落時(shí)間為7點(diǎn)。施工前期，600t箱梁從梁體到墩臺(tái)的各個(gè)標(biāo)段都會(huì)不同程度地出現(xiàn)裂縫。
2.4水壓
道路橋梁施工是以混凝土、瀝青為主原料，水壓對瀝青混合料的影響，會(huì)使道路橋梁表面的瀝青脫模、喪失黏結(jié)力，造成孔隙結(jié)構(gòu)的松散、垮松問題，出現(xiàn)混凝土裂縫。
2.5鋼筋銹蝕
混凝土的治療、保護(hù)層厚度不達(dá)標(biāo)，在CO2影響下，會(huì)侵蝕、碳化到混凝土保護(hù)層表面，降低了鋼筋周圍混凝土的堿度；而氯化物會(huì)引起鋼筋周圍的氯離子含量增高，使鋼筋表面的氧化膜遭到破壞。如此一來，鋼筋中的鐵離子、混凝土中侵入的O2、水分三者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)的銹蝕物Fe（OH）3在體積上會(huì)增長至原有體積的2~4倍，整個(gè)混凝土?xí)毡榕蛎洠霈F(xiàn)保護(hù)層混凝土的開裂、剝離現(xiàn)象，沿著鋼筋的縱面方向逐漸開裂。
3道路橋梁施工中裂縫的處理方法
3.1合理設(shè)計(jì)荷載和道路橋梁布局
在工程設(shè)計(jì)階段，施工技術(shù)人員必須將施工項(xiàng)目的整體情況全面了解、科學(xué)規(guī)劃道路橋梁整體性與所需鋼筋的布局，將施工期間產(chǎn)生的機(jī)械荷載引入進(jìn)來，將實(shí)際荷載量完全控制在合理的強(qiáng)度范圍內(nèi)，從而有效防止道路橋梁施工中的混凝土裂縫問題[3]。
3.2加大混凝土原材料的檢查力度
工程安全性能的高低與施工原材料的質(zhì)量好壞有著直接的關(guān)系。為了保證混凝土的施工質(zhì)量，管理人員需要對進(jìn)入施工現(xiàn)場的混凝土原材料進(jìn)行嚴(yán)格地檢查，包括材料的合格證書及相關(guān)的驗(yàn)收報(bào)告等。同時(shí)，管理人員需要結(jié)合工程的實(shí)際概況對混凝土原材料的來源、數(shù)量及尺寸規(guī)格等進(jìn)行認(rèn)真地核查、記錄，需要注意的是，必須將不同強(qiáng)度和不同批號(hào)的水泥分開檢測，不能將其混合在一起檢測，避免對檢測質(zhì)量造成影響，確保進(jìn)入施工現(xiàn)場的原材料可以達(dá)到工程的實(shí)際要求。
3.3注重施工過程中的溫度變化
混凝土的內(nèi)部、外部質(zhì)檢是存在溫度差的，這會(huì)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，大大影響道路橋梁施工的實(shí)際應(yīng)用效果。技術(shù)人員對施工現(xiàn)場中溫度的影響力必須充分考量，盡量防止混凝土因溫度因素引發(fā)質(zhì)量降低現(xiàn)象。施工人員可以在道路橋梁建設(shè)期間，積極利用冷水來對碎石冷卻，在較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整混凝土溫度，使其符合施工要求，減少施工工程中的阻礙。同時(shí)，施工人員可以將冷水用水管注入到混凝土內(nèi)部，確?；炷翜囟仍谶M(jìn)入模具時(shí)能夠較為合理。
3.4完善排水設(shè)計(jì)
從設(shè)計(jì)階段著手解決施工中的裂縫問題，必須合理設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，積極應(yīng)用較合理的柔性基層或組合方式。對顆粒級(jí)配要盡量利用碎石，讓水分從碎石中順利流出；將碎石設(shè)置為過渡層，在水分未進(jìn)入半剛性基層時(shí)，便可以從碎石層順利排出，減少表面結(jié)構(gòu)受到的水分侵害；瀝青混合材料的孔隙率必須合理設(shè)計(jì)，才能更好地防止混凝土裂縫。
3.5優(yōu)化施工方法
道路橋梁施工方法的優(yōu)化是減少混凝土裂縫的重要途徑。瀝青顆粒大小、性質(zhì)、形態(tài)在道路橋梁施工中是有嚴(yán)格要求的，必須選定更為適合的施工材料和機(jī)械設(shè)備；施工階段，施工人員必須認(rèn)真攪拌混合材料，以科學(xué)的比例調(diào)劑瀝青混凝土，控制礦料級(jí)配、瀝青含量、瀝青溫度，確?；鶎硬牧系木鶆蛐裕诸愄幚砥渲写嬖诘乃须s物。
4結(jié)語
目前，道路橋梁工程在交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展中的建設(shè)數(shù)量不斷增多，其中的諸多設(shè)計(jì)問題和開裂情況，都需要設(shè)計(jì)人員和施工人員的高度重視，從初期的工程設(shè)計(jì)就開始嚴(yán)格要求，減少施工階段、試用期間的問題故障，提升整個(gè)道路橋梁的安全性。
【參考文獻(xiàn)】
【1】孟嶠.試述道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因[J].科學(xué)與財(cái)富,2019(1):79.
【2】付傳森.道路橋梁設(shè)計(jì)問題與施工中裂縫成因分析[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2018(36):196.
【3】羅忠海.淺議道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018(29):1895.
作者：王戰(zhàn)國 洪陳 王建新 單位：寧波杭州灣新區(qū)開發(fā)建設(shè)有限公司 寧波公路市政設(shè)計(jì)有限公司
