道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析

张淋彬

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

道路桥梁工程与人们的日常生活密不可分，只有道路桥梁工程的安全性得到保证，方可保证人们的使用安全。受到桥梁设计情况的制约，道路桥梁实际进行养护施工中，存在各种裂缝问题，会对道路桥梁的整体结构造成较大的安全隐患。所以为了有效预防裂缝问题的出现，就要分析桥梁设计问题和裂缝问题出现的原因，以便根据存在的问题，针对性地提出干预措施，优化工程实施质量。

1 道路桥梁设计问题

1.1 理论体系不完善

在具体的道路桥梁施工中，为了提升设计方案的科学性，设计人员需要充分考虑施工现场的环境和信息因素，科学考量道路桥梁设计是否规范，施工区域条件布置是否满足地质条件和参数体系的设计需求，只有保证这些信息的科学性，才能让设计方案更加合理，使设计细节更符合道路桥梁建设的实际需求。但是在现阶段的设计中，因为施工现场环境十分复杂，市场竞争日趋激烈，地质结构呈现出多样性特点，现有的设计理论体系缺乏，这对于设计的有效性提升非常不利，无法保证设计符合具体的道路桥梁设计需求。

1.2 结构因素

结构因素是道路桥梁设计中存在的主要问题，对于道路桥梁的设计，需要在保证道路桥梁整体功能的基础上，满足两个条件。首先，在承载力极限状态下，需要保证道路桥梁的整体结构不会发生变化，提升道路桥梁总体的稳定性，使道路桥梁的利用更加安全。其次，在道路桥梁正常使用情况下，需要保证结构的挠度验算与裂缝的科学控制，现实道路桥梁设计中，人们往往重视第一个问题，而忽视了道路桥梁正常使用状态下裂缝控制问题。

1.3 桥梁耐久性较差

道路桥梁的耐久性会直接影响使用的安全性，因此考虑到耐久性问题，就需要从桥梁结构入手，加强耐久性设计。但是现阶段的施工中，人们对道路桥梁结构耐久性设计重视程度不够，无形中会导致耐久性问题衍生，因为道路桥梁的使用频率较大，各种问题极易滋生，因此需要对其经常性的进行修补，一旦修补不及时，就会使道路桥梁使用的稳定性受到影响，无形中使道路桥梁保养的费用增加，不利于道路桥梁施工单位实现经济效益。

2 道路桥梁出现裂缝的主要原因

2.1 材料质量问题

施工材料质量能够直接导致各种裂缝问题出现。现阶段各种道路桥梁施工中，对于混凝土、水泥和骨料等材料的利用十分必要，而且这些材料利用的范围较大，一旦任何一种材料的质量出现问题，就会影响整体道路桥梁工程的使用安全，导致其使用过程中出现裂缝问题。为了保证材料利用符合桥梁建设的要求，就应该严格检验材料是否合格，检测人员在材料检验中应该将400 m3或600 m3作为单位，按照既定标准检测砂石等材料，对于含泥量和颗粒级的标准测定，也需要遵守国家相关标准，如果材料不合格，必然会影响道路桥梁施工强度，引发裂缝问题。

2.2 荷载方面问题

道路桥梁施工及使用过程中，当道路桥梁受到超负荷施工荷载的作用时，会产生超过设计承载能力的荷载应力而形成荷载裂缝。形成该裂缝主要原因有两个：一是在道路桥梁设计时未对荷载进行正确合理的预测，导致设计的方案不合理，道路桥梁的设计承载能力低于实际交通作用荷载，出现荷载裂缝。二是在道路桥梁建设施工中，未对施工时的工程荷载进行准确合理的测算，导致施工时的施工荷载高于道路桥梁的承载能力，导致荷载裂缝的出现。正因为在道路桥梁工程设计施工中没有重视最大载荷问题，所以一旦发生超载，桥梁会很大程度出现开裂，威胁到道路桥梁使用安全，严重情况下会造成桥梁的坍塌和损毁等事故，因此在后续设计施工中，需要格外关注荷载因素。

2.3 温度原因

在道路桥梁混凝土浇筑中，水泥水化热过程中能够释放许多热量，导致混凝土内部出现持续的温度升高，当与外界温度出现显著温差时，混凝土热胀冷缩无促使混凝土发生变形，在混凝土内部产生较大的应力，当应力超过混凝土所能承受应力的时候，便会产生温度裂缝。冬季在养护时，养护不及时或养护时间不足，使得道路桥梁混凝土表面的温度随环境温度急剧下降，道路桥梁混凝土内部温湿度变化十分缓慢，相对于内部，表面的温湿度的变化较大。所以在道路桥梁养护中，忽视了对温湿度问题的重视，温湿度的控制不够合理，必然会造成各种温湿度问题出现，因为骤干、内外温差大的现象而使混凝土出现裂缝。

3 道路桥梁设计问题与施工中裂缝防治对策

3.1 加强工程布局、荷载设计

要想保证道路桥梁工程的施工质量，就要加强工程布局、载荷和排水设计。首先需要加强对施工现场情况的勘察，充分考虑施工四周环境和施工场地的地质状况，便于对布局和载荷问题充分了解。只有结合工程的实际状况，方可更加真实地对桥梁工程进行总体布局和计算，从根本上提升道路桥梁工程的适应性，避免裂缝问题出现。

3.2 设计角度的防治

在道路桥梁工程的施工设计中，为了从设计角度对裂缝问题进行解决防治，就应该加强对各种因素的考虑和分析：①应该科学分析设计中的强度问题，科学的验算挠度，分析造成混凝土收缩的原因，科学的设计道路桥梁具体施工中需要的厚度，提升桥梁工程的整体强度和刚度。②考虑钢筋布置的密度问题，保证直径密度均匀分布，如此设计的优势是为减小温度变化导致的收缩问题。同时对于钢筋布置的密度相关问题的处理，应该提升配筋率，最大限度地提升混凝土的拉伸能力和干缩应变能力，防止混凝土在实际的收缩中出现应力聚集现象，该问题需要从设计层面进行防治。从我国道路桥梁施工的规范来看，为了防止结构收缩造成的裂缝问题，就要重视对伸缩缝的设计，伸缩缝对于裂缝的预防发挥着关键作用。具体的道路桥梁设计工作开展中，需要详细对收缩比例问题进行控制，从多个角度考虑多层路面道路的长度问题，根据相关规范将长度控制在50 m范围以内，对于长度超过范围的情况，应该科学设计伸缩缝，对于长度设计超出范围较小的情况，可以利用后浇带弥补，避免结构的不合理设计导致收缩开裂。③考虑道路桥梁的耐久性问题，在道路桥梁的后续使用中，会有大量的车辆通行及雨水的冲刷，桥梁的设计必须能够承受长时间的车辆载荷，具有较强的排水能力。保证在地震等地质灾害下，其具有较强的使用寿命和抗灾害能力，虽然经过长时间的使用，道路桥梁的耐久度和使用寿命会不断降低，从而导致各种桥梁裂缝问题出现，但是合理的设计，可以将道路桥梁结构使用的耐久程度提升，延长道路的使用年限和周期。

在设计阶段过程中加强对耐久度的重视，就应该重视对各种优质施工材料的利用与选择，积极加强对各种施工材料的处理，优化桥梁内部结构，重视桥梁基础设计，提升桥梁结构设计的合理性，构建合理的桥梁结构关系，需要道路桥梁设计人员不断提升知识专业水平，在道路桥梁设计中结合丰富的设计经验，优化设计结构，规避耐久性问题出现。

3.3 施工角度的防治措施

在道路桥梁的施工中，做好施工阶段的防治，能够有效避免裂缝出现。这就需要在施工管理过程中，保证混凝土浇捣的有效性，在混凝土施工之前，需要设置合理的操作平台，为操作人员留有一定的空间，避免操作人员在操作的过程中出现直接踩踏钢筋事件，影响负弯矩钢筋作用的发挥。在实际的混凝土浇筑过程中，应该优化施工流程，做好施工过程中的钢筋管理，能够随时将需要的钢筋复位，保证钢筋位置设计的合理性和准确性。同时加强对荷载问题的应对，施工人员需要根据道路桥梁工程的等级，确定工程的最佳载荷量，具体对施工现场情况进行考察，详细分析施工中的地质地形、土壤、水文、环境、气候、温度等因素，避免道路桥梁工程施工荷载量超过工程既定荷载量的极限值，施工中可以通过预应力法、锚固补充法等实现对混凝土结构加固，提升道路桥梁工程的承载力和稳定性，实现对载荷问题的解决，避免裂缝问题出现。在施工速度的控制方面，也需要利用科学的方法，避免使用蛮力影响现浇混凝土施工质量，只有从施工的角度出发，才能避免现浇混凝土施工中出现整体结构和裂缝问题，提升工程的总体施工质量。

3.4 施工材料防治

施工材料对于道路桥梁使用质量具有较大影响。在施工材料防治中，首先应该考虑骨料含泥量选择的合理性，使材料含泥量符合设计要求。在砂石料选择的过程中，对于经过暴晒的材料，需要提前进行浇水降温处理，保证在浇筑之前利用清水将模板的温度降低。其次就需要在材料中适当地加入一些外加剂，外加剂需要具备减水、增塑、引气等功能，为裂缝问题的防治起到良好的作用。再次需要在施工材料中加入粉煤灰，粉煤灰的主要作用就是减水和致密等，因为粉煤灰中含有氧化硅、氧化铝等有效物质，这些物质在经过反应后会形成氢氧化钙。最后，应该从根本上实现对混凝土强度问题的控制，道路桥梁整体混凝土强度不会超过C30。如果施工的过程中，水化热温差过大，必然会引起桥梁表面拉应力增加，导致桥梁结构变形，给桥梁使用带来安全隐患。所以从施工材料方面入手，实现对水化热问题的防治，积极有效的解决道路桥梁道路施工中存在的裂缝情况，提升总体道路桥廊工程使用的安全性。此外，对于施工材料的管理工作也需要引起重视，这就需要建设单位和施工单位都可以充分认识到施工材料对于道路桥梁工程质量保证的意义，加强对建筑材料方面的制度建设和管理措施建设，保证制度建设的合理性和完善性。最后也需要加强对施工材料进出库情况的合理控制，在施工材料进入场地的时候，需要验证材料的合格证和规格等信息，材料使用中，也需要重点的考虑分析以往使用中出现的问题，重点考量混凝土材料的实际配比情况，保证材料的采购符合相关政策要求和施工需求，材料质量与道路桥梁工程建设的质量直接相关，只有材料质量得到保证，方可避免各种设计问题和裂缝问题出现。

3.5 施工温度控制

道路桥梁设计问题和裂缝问题控制中，要重点考虑温度因素，温度因素对于混凝土裂缝问题具有直接影响，如果混凝土浇筑过程中内外部温度的温差比较大，就极易产生裂缝问题。为了规避施工温度造成的裂缝，具体措施体现在两个方面：首先要注意施工过程中的天气情况，如果需要在气温较高的条件下浇筑混凝土，则需要控制浇筑的厚度，将浇筑的时间控制在合理范围内，如此方可保证热量在既定时间内通过表面散开。其次，道路桥梁混凝土浇筑中，应该准备足够的混凝土温度测温管，方便做好对混凝土上、中、下部位的温度测量，同时做好温度记录，随时观察温度变化，根据温度变化，严格控制混凝土内外部温差，如果内部温度持续上升，需要及时采取措施控制温度，避免温差过大引发裂缝问题。

4 结语

综上所述，道路桥梁工程实施中，要想更好的避免各种设计问题和裂缝问题出现，就要重视对设计问题和裂缝成因的分析，充分考虑各种因素对桥梁整体安全性造成的影响，通过采取合理措施，规避各种裂缝问题出现。只有在设计和施工的各个阶段采取有效措施，才能最大限度减少裂缝的出现概率，减少裂缝对桥梁道路工程造成的危害，提升道路桥梁工程的总体建设质量，提升道路桥梁施工的安全性和可靠度。