道路橋梁設計與施工中裂縫成因淺析

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摘要:道路橋梁是我國國家交通干線建設過程中的關鍵組成部分，在實際的道路橋梁建設過程中，非常容易受到各類綜合因素的影響，同時也會因為各類綜合因素導致在施工過程中產生橋梁裂縫。鑒于此，筆者結合自身的實際經驗重點針對道路橋梁設計以及道路橋梁施工裂縫的產生原因展開分析。希望對于相關的人員提供參考與借鑒的作用。

關鍵詞:道路橋梁;設計隱患;策略

0前言

道路橋梁屬于我國最主要的基礎設施工程，對國家經濟的發展具有非常重要的意義和作用。對一個國家而言，道路橋梁設計效果和質量對民生經濟有著非常重要的影響，同時一旦道路橋梁工程質量降低，會為人民群眾的生命安全埋下不小的隱患，如圖1所示。

1工程案例

1．1工程概況

該工程項目位于四川省境內，作為該區域的重點市政工程項目之一，項目建設內容主要分為橋涵建設工程和道路建設工程兩部分。道路建設工程分為兩條，預設直線段車速為40km/h，路面為瀝青混凝土材料，為了確保施工質量和效果，相關的工程建設單位先針對工程設計內容進行了分析和檢查，檢查后發現設計存在一定問題，需要進一步進行優化和完善。

1．2設計問題

1)設計方案和道路橋梁發展狀況存在出入。在進行設計的過程中，為了節約成本，可能會對工程項目的工期進行調整，同時也充分考慮到道路橋梁發展狀況等因素以及在具體施工過程中出現各類因素難以有效協調等問題，在設計技術和設計理念方面依然存在一些需要改進的地方。兼顧到這樣的因素，可能會對工程項目的實用性乃至壽命產生影響，對工程項目整體的發展產生不良影響。2)設計階段對于竣工后性能問題考慮有限。在工程項目進入到設計階段之后，有少數設計人員過于注重工程項目的結構剛度和性能等方面，并會重點針對強度和設計間的匹配度進行分析，但是針對工程項目竣工之后的考慮卻比較少。一旦道路橋梁正式投入到使用后，道路橋梁周邊的環境和交通流量等因素必然會對工程項目的使用和相關性能產生不良影響。鑒于此，在道路橋梁的設計階段就要全面考慮各類因素，如果不能進行充分考慮，可能會導致鋼筋規格和實際施工要求不相匹配的情況，從而對道路橋梁的安全性能產生影響。

1．3道路橋梁裂縫的產生原因

一方面，要對道路橋梁設計重心加以剖析;另一方面，要對道路橋梁建設期間裂縫的成因進行探析，通過探析發現，致使道路橋梁出現開裂問題的因素大致如下。沉降裂縫形成原因。道路橋梁等項目，會由于基礎在縱向方面的不勻稱下沉亦或橫向的位置移動致使混凝土架構中的附加應力增大，這種應力增大到高于混凝土抗拉力之后，會致使混凝土結構產生不勻稱下降，通過剖析可以知道，導致沉降裂縫出現的因素如下。1)在工程項目開展前，沒有充分做好地質勘察工作，也沒有具體了解施工區域的地質情況。從而導致在具體的工程項目施工中產生不均勻沉降等問題。此外，如果地基位于地質結構復雜的區域，在建設道路橋梁的過程中，可能會存在橫跨多個地質區域施工的現象，考慮到地質條件差異因素的影響，非常容易出現不均勻沉降。2)在施工過程中，舉例來說如果相同聯的橋梁采取差別類型較大的結構基礎時，即采用混用樁基礎和擴大基礎，混用不同樁徑和樁長的樁基礎，或者在標高較大的基底上進行基礎擴大，都會引發不均勻沉降裂縫。3)采用地基處理方法加固軟土地基，減小地下水位上浮力，增加基礎荷載。但是，道路橋梁在長期受到地面荷載作用后，如雨水沖刷、滑坡等，會引起原土層的變形和壓縮問題，從而引發混凝土結構不均勻沉降。在道路橋梁工程項目建設過程中，如果混凝土施工工藝質量不合格，可能會導致出現橫向裂縫、縱向裂縫、貫穿裂縫、表面裂縫等走向、部位均不同的裂縫。導致混凝土裂縫的原因如下。1)在針對混凝土進行振搗施工的過程中，由于沒有做好振搗工作，會產生大量的麻面、蜂窩等，進而為混凝土裂縫產生埋下伏筆。此外，如果混凝土自身的流動性較差且澆筑速度過快，則會導致混凝土硬化前后的沉降差異較大，也會產生裂縫。2)因為混凝土運輸時間長，會有很多水分流失，這種情況下混凝土坍落度降低，在大體積混凝土作業過程中較易產生開裂問題，為確保混凝土流動性能符合設計標準，盲目增大水占比或者水泥占比，致使混凝土出現大幅收縮，產生不規則裂縫。3)在混凝土逐層澆灌期間，若未對澆灌間隔進行嚴控，在上一層混凝土初次凝結之后馬上進行下層混凝土澆灌，或許致使不同層面的混凝土無法緊密融合，進而產生橫向裂縫。另外，在逐段澆灌混凝土期間，若未對新舊混凝土接觸面進行有效處理，也或許致使裂縫出現。4)澆筑混凝土時選用的模板剛度不夠，或模板結構不穩定，在澆筑混凝土時會使模板變形，產生變形;澆筑混凝土后，將模板拆下，使混凝土強度達不到設計要求，從而產生裂縫。

2提升道路橋梁設計與施工的相關措施

2．1設計方面的措施

2．1．1道路橋梁工程的耐久性設計。在針對該道路橋梁工程項目進行設計和建造的過程中，設計人員必須綜合考慮各類因素對橋梁使用壽命以及耐久度產生的影響。設計人員不僅要考慮一些環境因素的影響，而且要考慮部分人為因素的影響。在上述因素的干預下，有可能導致橋梁的結構出現斷面和裂縫現象，嚴重時還可能會產生安全事故。結合大量的案例分析可知，在設計橋梁的過程中，設計人員一定要針對橋梁所處區域的實際情況對橋梁的耐久度進行設計。設計人員需要考慮不同氣候條件對橋梁壽命產生的影響，同時還要通過分析最大交通流量以及施工場地條件等因素對橋梁耐久度進行預測，確保在符合設計要求的情況下大幅提高道路橋梁的耐久性和安全性。2．1．2做好公路橋梁項目設計階段的質量控制。公路橋梁工程項目的設計質量和效果直接影響橋梁投入使用后的使用安全性和基本功能。鑒于此，當公路橋梁工程項目進入到設計階段后，一定要采取嚴格的質量控制措施。例如相關的建設單位應該留給設計部門相對充裕的設計時間，在設計的過程中，要保障工程項目的各類設計參數都符合我國的公路橋梁工程項目規范和標準，同時也要在設計的過程中賦予創新思維和創新理念，要在設計的過程中盡可能地使用一些先進的儀器和設備，以此提升設計圖紙的精確性，為后期的施工創造有利條件。2．1．3合理選擇設計方案。在針對道路橋梁工程項目的主體結構展開設計的過程中，設計人員必須要出臺多種設計方案，而施工單位和建設單位要通過分析后從中篩選出最科學和合理的設計方案，以此確保工程項目建設質量和橋梁的使用壽命。考慮到道路橋梁建設工程項目中的環境條件差異比較大，且施工的范圍比較廣，所以在設計的過程中，要優先針對公路橋梁的主體結構形式進行設計，然后考慮到施工成本和施工難度等因素來選擇合適的設計方案。例如在我國很多大跨度橋梁的設計過程中，往往都采用預裝配置設計方案，應用該方案可以大幅提高公路橋梁設計效果和質量。

2．2施工方面的措施

2．2．1加強施工材料管理力度。由于施工材料是影響裂縫成因的重要因素，所以需要加強對施工材料的選擇以及管理。一方面，需要按照工程以往施工經驗以及工程現場勘察各項數據結果，確定本次工程建設使用材料規格以及各方面情況，并按照結果對材料展開科學選擇;另一方面，要做好材料抽樣檢測工作，保證進場材料能夠與設計要求相符，石料粒度以及瀝青材料材質等均能達到施工要求，從而從源頭起降低裂縫產生幾率。2．2．2重視施工溫度管理。溫度差會在很大程度上對混凝土內部質量與外部質量產生影響，導致開裂問題產生。為減小溫度差對混凝土質量的影響，技術工作者應當嚴控作業現場溫度。可經過科學使用冷水，使砂的溫度下降，保證在較短時間混凝土溫度符合要求;或者把冷水管插進混凝土內，確保在進模以前，混凝土溫度一直處于恰當水平。2．2．3重視施工工藝控制。在對施工工藝進行控制方面，應當抓好下述工作:①嚴控材料拌和工藝，保證各種建材拌和皆是依照有關要求進行，確保材料混合勻稱，比如在瀝青、石料拌和期間，應當對投放比重進行嚴控，且需要遵照一邊攪拌一邊加熱的準則，合理控制攪拌溫度，避免溫度影響材料攪拌，確保材料自身性能處于最佳狀態;②在攪拌作業以前，應當查看材料潔凈水平，明確存在雜物與否，第一時間進行處理，避免雜物影響到材料質量;③嚴控水滲透和負載問題，在初次配制材料的時候，應當對混凝土進行碾壓，利于以科學的碾壓方式，實現提升混凝土強度的目標;④因為碾壓質量與施工裂縫的出現存在較為緊密的聯系，為此為降低裂縫對結構的不良影響，應當抓好碾壓操作，確保碾壓一次到位;⑤對橋梁結合位置進行恰當處置，確保每個細節均符合有關要求，保證結合位置緊實度與設計要求相符，避免結合裂縫的產生。

3結束語

本文針對當前道路橋梁在設計與施工過程中存在的一些核心問題展開了分析，并根據當前道路橋梁在設計與施工過程中存在的問題給出相應的解決方案，以此來提升道路橋梁設計效果和質量，并對道路橋梁施工過程中產生裂縫的原因進行了分析和探討。通過優化施工操作以及做好施工溫度控制等手段，對裂縫問題形成有效預防，保證裂縫開裂程度能夠被控制在合理范圍之內，不會對橋梁道路項目正常使用造成較大干擾，從而最大限度保護來往行人以及車輛安全，保證道路橋梁工程使用價值。

參考文獻:

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［4］張博，陳勇利．市政道路橋梁設計問題與施工中裂縫成因分析［J］．工程技術版，2016，6(35):126．

［5］周莎．市政道路橋梁設計問題與施工中裂縫成因分析［C］∥2018年9月建筑科技與管理學術交流會．2018．

作者:劉軍 吳玲松 單位:成都謙德方略工程管理咨詢有限公司 西藏通遠工程勘察設計有限公司成都分公司