桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因及对策研究

2019-05-09安徽省交通建设股份有限公司安徽合肥230000

安徽建筑 2019年4期

黄华（安徽省交通建设股份有限公司，安徽合肥 230000）

0 前言

在社会经济快速发展的客观需求下，公路桥梁工程越来越多。桥梁裂缝问题是目前困扰桥梁工程施工及实际应用的主要问题，如果不能及时采取有效的解决措施，会影响桥梁行车安全性及使用寿命。要想彻底解决桥梁裂缝问题，还需要从桥梁工程的设计优化及施工质量控制着手，尽可能消除各方面影响因素，确保工程施工质量。

1 桥梁施工出现裂缝问题的原因分析

1.1 温度影响

桥梁工程中的裂缝问题实际是由多方面因素引起的。首先从外部影响因素来看，温度变化是导致裂缝形成的主要原因。如果在桥梁工程施工中，混凝土结构暴露在空气中，受到阳光直晒，或因雨雪天气等导致温差变化过大，都容易引起桥梁裂缝问题。这与桥梁工程混凝土结构的材料性质有关，混凝土是由水泥、粗细骨料、水、掺合料等原料拌和而成的，其中水泥材料容易受温度变化影响，产生不正常的应力作用，导致混凝土结构出现裂缝。温差变化会引起桥梁混凝土结构内外含水量的非同步变化，进而导致结构内外的张力出现明显差异，引发裂缝问题。外界的温差变化还会引起混凝土结构出现局部不均匀收缩的情况，影响混凝土结构的正常固化过程。在其浇筑施工中，混凝土结构内部会保存大量的水泥水化热，这也是引起混凝土结构内外产生较大温差的主要原因。因此在桥梁工程中要求使用低水化热的水泥材料。实际桥梁工程中的裂缝现象如图1所示。

图1 实际桥梁工程中的裂缝现象

1.2 桥梁荷载过大

在桥梁工程中，也有许多裂缝问题是前期设计不合理导致的，其中一个较为突出的问题就是桥梁荷载过大，超出其结构承载力极限，进而容易引发桥梁开裂问题。严重时还会引发更加可怕的后果，是桥梁使用安全的巨大隐患。在桥梁工程的设计阶段，设计人员需要结合桥梁自重、结构设计、车辆荷载要求等方面的因素，通过科学计算，确定桥梁的荷载范围。只有确保实际使用过程中的车辆荷载处于桥梁可承受荷载范围内，才能为桥梁的使用安全提供保障。但从工程实际情况来看，一方面由于设计人员对桥梁荷载设计不够重视，直接套用其他工程的荷载指标，导致实际荷载能力与设计不符。另一方面，随着社会经济的发展，地面交通压力越来越大，许多桥梁都存在超负荷运行的现象。这也增加了桥梁裂缝问题的发生几率，并对其结构安全性造成威胁。因此，必须提高对桥梁荷载设计的重视，并采取有效的运行维护管理措施，确保桥梁的使用安全性[1]。

1.3 材料配比及应用不合理

在桥梁工程中，如果混凝土材料等的配置和使用不合理，也容易引发桥梁裂缝问题。需要对材料质量进行严格控制，通过采用分析计算和试验等方法，结合工程施工的实际条件，确定混凝土配比，尽可能提高混凝土施工质量。从工程实践情况来看，不同桥梁工程无法使用同一的材料配比方案。这是由于在实际施工中，混凝土质量会受到施工技术、运输条件、施工环境等各方面因素的影响，导致其本身质量出现变化。在设计和施工中，要提前分析各方面因素可能对材料质量产生的影响，并采取相应的调节和控制措施。总体来看，材料配比设计和控制仍有较大难度，比如天气温度过高，容易加快混凝土中水分的蒸发。特别是在拌和站统一配置混凝土的情况下，容易因运输和准备使用的时间过长，导致混凝土质量发生变化[2]。

2 桥梁施工裂缝问题的解决对策

2.1 合理配置材料，规范施工流程

针对上述容易引起桥梁工程施工裂缝的问题，首先要确保混凝土材料的自身质量，根据工程实际情况，确定混凝土配比，提前掌握各种可能引起混凝土质量变化的因素。混凝土属于典型脆性材料，但抗压能力较强，根据《混凝土结构设计规范》中的规定，目前桥梁工程使用的普通混凝土材料分为十四个等级，从C15到C80，不同强度等级的混凝土材料有不同的抗压值范围，比如C30混凝土抗压范围在30MPa～35MPa之间。在混凝土材料的配置过程中，需要采取相应的试验检测方法，确定混凝土材料强度等级和抗压能力符合对应等级的要求。其次应对混凝土材料容易受温差变化影响等特点加以关注，确定材料的干湿度状态，考虑材料加工、运输及施工使用中可能受到的影响。应对整个施工流程加以规范，特别是容易忽略的运输环节，必须采用专用运输车，并保证运输车的清洁性，防止在运输过程中混凝土配比发生变化，如图2所示。

图2 混凝土专用运输车

2.2 准确预估荷载，及时进行调整

在桥梁工程的设计过程中，需要确保其自身承载力符合相关标准要求，从而降低在使用过程中出现裂缝的几率。在设计过程中，设计人员必须到现场进行勘察，具体了解施工现场的地质水文情况，分析可能对桥梁承载力产生影响的因素。然后结合车流量和气候等方面的考虑，合理预测桥梁荷载需求，并保证荷载需求在桥梁承载力范围以内。如果现有设计方案中的桥梁承载力无法满足荷载需求，则需要对桥梁结构设计等进行调整，避免在桥梁建成后，面临超负荷运行风险。能够在设计阶段提前发现可能引发裂缝问题的因素，并采取有效的应对措施，不仅有利于提高桥梁工程建设质量，而且能够帮助工程节省施工成本和以后的运行维护成本。

2.3 控制温差变化，做好保护措施

在实际工程施工中，温差变化是影响桥梁裂缝问题的一个主要因素，如果工程施工区域的早晚温差变化大，或处于高温、严寒等恶劣天气条件下，都容易对混凝土施工质量造成影响，出现早期裂缝问题。针对这种不可控因素的影响，只能通过在施工和养护阶段，采取相应的防护措施，降低桥梁裂缝的发生几率。应重视桥梁施工的养护工作，及时做好保温和保湿措施，减小混凝土结构内外的温差，从而避免出现应力分布不均匀的现象。同时应选择低水化热的水泥材料，并通过适当加入粉煤灰等掺合料，减少水泥用量，降低水泥水化热的影响。通过采取多种应对方法，避免温度裂缝问题的产生。