道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析

2021-04-03韦敬俊

建筑与装饰 2021年9期

韦敬俊

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引言

道路桥梁工程的设计水平在很大程度上决定了其工程可靠性、抗裂性以及使用寿命等。但是在工程设计阶段往往从造价、施工难度等方面来确定最终的设计方案且容易忽视其使用寿命和附属结构设计。施工技术不到位或者材料存在缺陷还可能造成桥梁混凝土结构出现裂缝，因为需要加强设计和施工控制。

1 设计问题

桥梁耐久性不够。道路桥梁工程高昂的造价要求其在设计过程中必须借助先进的理论体系、材料以及施工技术来提高其使用寿命。目前使用最广泛的道路桥梁施工材料仍然是相对传统的钢筋混凝土，这种桥梁工程在实践过程中有可能会因为设计缺陷、施工方法不当或者地质因素而出现裂缝或者不均匀沉降等问题，而且道路桥梁的路面结构在长期的使用过程中也容易出现开裂、磨损甚至塌陷等问题，总体来看国内在道路桥梁工程的设计和施工中没有充分重视其使用耐久性问题。

附属工程未得到足够重视。道路桥梁工程的结构稳定性、排水性能以及整体的抗沉降性能等与其地基、桩基、承台、涵洞以及给排水工程的设计和施工具有密切的联系，然而有些道路桥梁工程在设计过程中仅仅将重点放在主体结构上而忽视了这些附属功能结构的设计，由此带来的问题是桥梁工程的整体使用效果和局部功能受到一定的影响。

对后期养护考虑较少。道路桥梁工程的使用寿命以及安全性在很大程度上还受到其投入运行之后的养护水平。因而在桥梁设计过程中还需要从后期养护和运维的角度出发来优化相关的设计方案，借此来提高桥梁工程的使用寿命[1]。

2 设计优化

采用先进的设计方法。道路桥梁工程在设计过程中需要从工程力学、施工材料、施工方法等多个方面进行统筹考虑，采用先进的建造方法和施工材料可以全面提高道路桥梁工程的质量和使用寿命。根据施工区域的地质条件、水纹特点以及环境特点等因素采取合理的结构设计。例如，对于存在软土地基的施工区域可采取桩基施工方法，来减少桥梁工程的土方作业量并减少地质影响。

强化质量标准。道路桥梁在长期的使用过程中难免会因为磨损、超载或者地质因素而产生一定程度的破坏，进而导致其不能达到设计使用寿命。在设计过程中应该采用高标准来全面提升道路桥梁工程的抗震性能、抗磨损性能以及抗裂性能等，例如，在钢筋混凝土结构的设计中应该通过合理地设置钢筋的数量和间距来提高其抗拉性能和抗裂性能。

第三，重视附属结构的设计。道路桥梁工程的防排水系统、桥面、伸缩缝以及桥墩等附属结构的设计水平对其使用效果具有非常重要的影响，有些桥梁工程的主体结构可以达到较高的水平而桥面系统却过早地出现了开裂或者破损，或者桥墩在地基不均匀沉降的影响下与主体机构之间出现脱离，由此可见，重视附属结构的设计可以在很大程度上提高道路桥梁工程的结构稳定性以及使用期限[2]。

3 裂缝成因

第一，施工技术问题。道路桥梁工程的桥墩、桥身以及其他主体结构常常采用钢筋混凝土结构来进行建造且一旦技术落实不到位就可能产生裂缝。混凝土配比不合理、集料的含泥量过高或者混凝土施工温度控制不到位等因素都可有可能造成结构裂缝问题，混凝土振捣不到位、分层浇、冻裂或者养护措施不合理等也是造成其形成裂缝的常见因素。第二，超载。桥梁工程和道路工程都具有一定的设计承载能力，一旦车辆载荷超过其设计载荷，就可能导致其路面或者其他主体结构出现裂缝，而且过大的载荷还可能造成道路桥梁的薄弱部位出现比较明显的变形或者较快的磨损。第三，地基下沉。道路桥梁工程的桥墩结构基本上都采用质量较重的大体积混凝土结构来进行建造，而桥梁工程的水平部分大多采用分段合拢的方法来进行施工。如果其地基夯实不到位或者受降水渗透影响而出现不均匀的沉降问题，就会导致高程不同的相邻结构出现开裂[3]。

4 裂缝控制

严格控制施工材料。严格控制集料的含水量和含泥量、采用水化后放热量较低的硅酸盐水泥以及控制好各种原材料的配比是控制混凝土质量的关键措施。施工企业应该建立完善的原材料质量验收体系并在必要时采取抽样检查、配比试验等方法。对于验收合格的施工材料应该采取防雨、防潮、放锈蚀等多种技术措施来保障其质量不受影响。

强化技术落实。在处理地基的过程中必须确保其沉降夯实到位且不会因为降水或者积水等因素而出现不均匀沉降的问题。在进行大体积混凝土结构的浇筑作业时需要通过预先设置冷水管等措施来带走多余的热量，进而防止其因为水化生热作用而出现显著的热胀冷缩效应并防止其产生结构裂缝。在混凝土结构的振捣施工中，需要控制振捣棒插入混凝土材料的深度、时间以及间隔，在预置管材附近要格外重视振捣操作的质量并防止因为振捣不到位而出现裂缝。

重视运维和养护。道路桥梁工程投入使用之后还需要根据其设计使用条件以及养护技术要求来进行有效的运维。严格禁止超载的车辆通过且对于长期使用过程中产生的磨损部位进行及时有效的修复，一旦发现路面或者其他主体结构出现裂缝，就应该及时采取有效的措施对其进行加固和密封。