道路桥梁施工中的裂缝成因及预防对策

焦淑波¹ 蔡金龙²

1.日照公路建设有限公司 山东 日照 276800

2.日照公路材料有限公司 山东 日照 276800

在道路桥梁施工中，裂缝的出现是一个常见但令人担忧的问题。裂缝的成因多种多样，包括施工过程中的设计和执行问题，材料质量不佳，环境影响以及结构受力等因素。这些裂缝不仅影响道路桥梁的美观度，还可能导致结构的损坏和安全隐患。为了预防道路桥梁施工中的裂缝问题，需要采取一系列的对策。施工过程中的设计和执行应该符合标准和规范，确保施工质量和工艺的合理性。选择高质量的材料是非常重要的，这样可以降低裂缝发生的概率。此外，施工环境也需要得到充分的考虑，如避免在温度变化较大或湿度较高的条件下进行施工。在施工过程中，应加强质量控制和监测，及时发现和处理施工中的问题，避免裂缝扩大和发展成为严重的结构缺陷。

1 裂缝类型

1.1 结构性裂缝

在道路桥梁施工中裂缝是一个常见的问题，其中结构性裂缝指的是由于桥梁结构本身的力学特性或设计缺陷而引起的裂缝。桥梁在受力作用下会发生应力的积累和分布。如果桥梁的设计不合理或者荷载超过了设计强度，就会导致结构性裂缝的产生。例如，桥梁跨度过大、支撑不稳或者荷载超载等都可能引起桥梁结构的过度变形，导致裂缝的形成。如果使用的材料质量不符合要求，或者混凝土强度不足，就容易出现结构性裂缝。此外，材料的收缩和膨胀特性也会对桥梁结构产生影响，温度变化和湿度变化会引起材料的体积变化，从而导致裂缝的形成。另外，施工过程中存在严重的浇筑不均匀、振捣不当或养护不足等问题，都会导致桥梁结构的不均匀应力分布，从而引发裂缝。此外，地基沉降和地震等自然因素也可能导致结构性裂缝的形成。地基沉降会导致桥梁支座移位或沉降不均匀，从而使桥梁结构受力不均，产生裂缝。而地震的地面振动会给桥梁结构带来巨大的动力荷载，超过其承载能力引起结构性裂缝。

1.2 非结构性裂缝

混凝土在养护过程中会发生收缩，这是由于水分的蒸发以及混凝土中水泥水化反应引起的。收缩裂缝通常呈现为短而细小的裂缝，沿着混凝土表面的方向延伸，尤其是在长条状结构（如桥梁）中更为常见。这种裂缝通常在混凝土初期强度较低时形成，但并不一定会对结构的强度和稳定性产生明显的影响。道路桥梁常常受到温度变化的影响，特别是在极端温度条件下。当混凝土受热膨胀或受冷收缩时，可能会产生温度裂缝[1]。这种裂缝通常呈线状或网状，沿着结构的长度方向延伸。温度裂缝通常在桥梁上的大面积混凝土结构中较为常见，如果温度变化较大或温度变化速度较快，裂缝的形成风险将增加。另一种非结构性裂缝是干缝。干缝是由于混凝土的干燥过程中引起的收缩而形成的。当混凝土的含水量减少时，会产生干缩，从而导致干缝的出现。这种裂缝通常在长时间干燥条件下形成，呈现为较宽且较深的裂缝，常见于干燥气候或缺乏湿度控制的施工环境中。沉降裂缝是由于桥梁基础或土层的沉降引起的。当土层不均匀沉降或基础设计不合理时，会在桥梁结构中产生沉降裂缝。这种裂缝通常呈现为较宽的裂缝，沿着结构的长度方向延伸，并且会导致结构的变形和不稳定性。

2 道路桥梁施工裂缝成因

2.1 过载问题

道路桥梁是现代交通运输系统的重要组成部分，经常承受车辆和行人的过载荷载。由于长期的使用和重复的负荷作用，道路桥梁往往会出现裂缝问题。下面从过载问题的角度，对道路桥梁施工裂缝成因进行分析。过载是指超过桥梁设计荷载的负荷作用。道路桥梁通常设计为承受特定重量和交通流量的负荷。然而，由于交通流量的增加、车辆重量的增加以及超载车辆的存在，桥梁经常面临超过设计负荷的情况[2]。这种过载荷载会导致桥梁构件和结构的变形和应力集中，从而引发裂缝的形成。过载荷载会引起桥梁材料的疲劳破坏。桥梁在长期使用过程中，重复的负荷作用会导致材料的疲劳。当负荷作用超过材料的疲劳极限时，就会出现裂缝。特别是在道路桥梁的关键部位，如桥墩、桥面板等地方，由于负荷集中，疲劳裂缝的形成更为常见。

2.2 混凝土材料问题

道路桥梁的施工裂缝是指在施工过程中或施工完成后出现的混凝土结构中的裂缝现象。这些裂缝可能会影响桥梁的结构强度和使用寿命[3]。混凝土的收缩是导致施工裂缝的主要因素。在混凝土硬化过程中，水分逐渐蒸发，混凝土体积缩小。这种收缩引起的内部应力可以导致裂缝的形成。此外，混凝土的水化反应也会引起体积变化，进一步增加内部应力。温度变化也是施工裂缝的重要原因。混凝土具有热胀冷缩的特性，当温度变化较大时，混凝土会因热胀冷缩而发生体积变化，导致内部应力积累，进而引起裂缝的形成。特别是在大范围混凝土浇筑或混凝土结构受到温度差异较大的情况下，这种裂缝更容易出现。此外，混凝土材料本身的质量问题也可能导致施工裂缝的发生。如果混凝土的配合比不合理，或者材料中存在过多的骨料或空隙，这些缺陷可能导致混凝土的强度不均匀，增加了裂缝形成的风险。另外，混凝土的质量控制不严格、施工工艺不当等问题也可能导致混凝土结构的质量下降，从而引发裂缝。施工过程中的外部力作用也可能导致道路桥梁的施工裂缝。在浇筑混凝土时，如果振捣不均匀或振动力度过大，可能导致混凝土的不均匀沉实，从而引起裂缝。此外，施工期间的车辆振动、机械碰撞等外力也可能对混凝土结构产生破坏性影响，进而导致裂缝的形成。

2.3 浇铸工艺问题

道路桥梁施工过程中出现裂缝的成因可以从浇铸工艺的角度进行分析。浇铸工艺是桥梁施工中的重要环节，涉及到混凝土的浇筑、养护等过程，其中存在一些问题可能导致裂缝的产生。混凝土的浇筑过程中存在浇筑不均匀的情况[4]。这可能是由于浇筑过程中振捣不均匀、浇筑速度过快或过慢等原因引起的。当混凝土在浇筑过程中没有得到均匀的密实，局部区域的密度较低，容易形成裂缝。在养护过程中，如果没有及时进行湿养护或养护时间不足，混凝土中的水分会过早蒸发，导致混凝土内部的应力积累，从而产生裂缝。另外，如果在养护期间温度变化较大，也会引起混凝土的收缩和膨胀，增加了裂缝的形成风险。此外，施工过程中的温度控制也是一个重要的问题。混凝土的温度变化对其性能有很大的影响，过高或过低的温度都可能引起混凝土的裂缝。在浇铸过程中，如果没有有效控制混凝土的温度，例如在高温环境下进行浇筑，混凝土表面可能会过快干燥，而内部仍保持较高的湿度，这种温度梯度也会导致裂缝的形成。施工过程中的设计问题也可能导致裂缝的出现[5]。如果桥梁的结构设计不合理，未能充分考虑到混凝土的收缩和膨胀特性，就容易造成桥梁的应力集中和裂缝的产生。

3 道路桥梁施工中裂缝成因预防对策

3.1 控制荷载问题

在道路桥梁的施工中，裂缝的出现是一个常见且严重的问题，尤其是在面对各种荷载的情况下。裂缝的成因可以归结为荷载引起的应力集中、变形不均匀和材料疲劳等因素。为了预防裂缝的发生，工作人员需要从控制荷载的角度出发，采取一系列对策措施。理设计桥梁的结构，考虑不同荷载情况下的应力分布。通过进行荷载分析和结构计算，确保桥梁结构能够承受正常运行和临时荷载的作用，避免过度负荷导致应力集中和裂缝的产生。在施工期间，特别是进行大型设备或材料运输时，需要严格控制荷载的大小和分布。合理安排施工工序，避免在桥梁结构尚未完全成型或负荷传递不完善的情况下施加过大的荷载，以免引发裂缝。此外，对于长期存在的荷载，如交通荷载和温度荷载，需要采取相应的预防措施。例如，在设计过程中考虑到交通流量和车辆类型的变化，采用合适的桥梁横截面和材料，以提高桥梁的承载能力。同时，合理设置伸缩缝、防护层和补偿装置，以应对温度引起的桥梁伸缩和变形，减轻结构应力，避免裂缝的形成。定期进行桥梁的巡查和维护工作，及时发现并修复潜在的裂缝。通过定期的检测和养护，可以确保桥梁结构的稳定性和耐久性，减少由荷载引起的裂缝发展[6]。

3.2 控制原料进场

裂缝的成因多种多样，其中控制原料进场是预防裂缝的重要环节。首先，严格把控原材料的质量。在选择供应商时，应对其进行充分的考察和评估，确保供应商具有良好的信誉和质量管理体系。同时，建立严格的原料采购合同，明确要求供应商提供符合国家标准的原材料，并对原材料进行抽样检测和质量监控，确保其质量稳定可靠。并且要加强原材料的检验工作。对于每一批进场的原材料，应进行全面的检验和测试，包括外观、尺寸、化学成分、物理性能等方面的指标。特别是对于关键性材料，如钢筋、水泥等，应进行更加严格的检测，确保其符合设计要求和相关标准。在施工现场，应建立专门的原材料存储区域，确保原材料的干燥、通风和防潮[7]。同时，要注意原材料的分类存放，避免不同种类的材料相互混杂。针对易受潮的材料，如水泥等，要加强防潮措施，采取覆盖防雨、防湿等方法，保持其质量稳定。此外，建议施工单位加强对原材料供应商的合作与沟通，建立良好的合作关系，确保及时获取关于原材料质量和供货情况的信息，以便及时调整施工计划和采购计划。

3.3 控制施工温度

由于温度变化引起的热胀冷缩效应也是裂缝的成因。当施工材料受到温度的影响时，其体积会发生变化，从而造成内部应力的积聚，最终导致裂缝的形成。为了预防这种情况发生，需要采取一系列的对策措施。控制施工材料的温度是非常重要的。在热天或冷天施工时，需要对材料进行适当的温度调节，确保其处于适宜的施工温度范围内。例如，在高温环境下施工，可以采取喷水降温或使用遮阳措施来减少材料受热的程度。而在低温环境下施工，可以使用加热设备或采取保温措施来提高材料的温度，防止过度收缩。合理安排施工进度也是防止温度引起的裂缝的关键。在施工过程中，应根据气温变化和材料特性合理安排施工时间。避免在极端温度条件下进行施工，尤其是在温度快速变化的时段，这样可以减少材料的热胀冷缩程度，降低裂缝的风险。此外，采用一些控制温度的技术也是有效的预防措施。例如，可以在混凝土浇筑过程中使用降温剂来降低混凝土温度，减少热胀冷缩的影响。另外，可以考虑使用预应力技术来对桥梁进行加固，预应力可以在一定程度上抵消温度引起的应力，减少裂缝的形成[8]。

3.4 改善后期养护

裂缝的成因可以是多种多样的，包括材料质量不佳、设计缺陷、施工不当以及自然因素等。然而，即使在施工过程中采取了各种预防措施，裂缝的出现也是难以完全避免的。因此，在施工完成后，工作人员需要从改善后期养护的角度出发，采取一系列措施来延缓裂缝的扩展，并保持道路桥梁的安全和可靠。及时进行巡查和维护是防止裂缝扩展的关键。定期巡视道路桥梁，特别是裂缝易发区域，及时发现并修复细小的裂缝，避免其进一步扩展。对于已经形成的裂缝，应根据其类型和严重程度，采取相应的修补措施，以防止水分和杂质渗入，进一步损害桥梁结构。加强养护管理是确保道路桥梁寿命的重要因素。制定科学合理的养护计划，包括定期的清洗、涂覆防水涂料、防腐处理等。定期检测桥梁的结构和荷载承载能力，及时采取加固和修复措施，提高其抗裂性能和耐久性。此外，加强桥梁周边环境的管理，避免土壤侵蚀和水源渗漏，对裂缝的发展起到积极的防护作用。另外，应注重技术创新和新材料的应用。通过采用具有更高强度和耐久性的材料，例如纤维增强复合材料、自修复材料等，可以减少裂缝的形成和扩展。同时，结合现代技术手段，如无损检测、数字化监测等，及时获取桥梁的健康状态信息，预测裂缝的发展趋势，以便采取及时的修复措施。道路桥梁的施工中裂缝问题是不可忽视的，但通过加强后期养护管理，可以有效延缓裂缝的扩展，确保道路桥梁的安全和可靠性。这需要定期巡查和维护，加强养护管理，推动技术创新和新材料的应用。只有通过持续不断的努力，工作人员才能建设出更加耐久、安全的道路桥梁，为人们提供更好的出行环境。

4 结束语

综上所述，在道路桥梁施工中，裂缝的出现是一个常见的问题。裂缝的成因可以有多种，为了预防裂缝的发生，需要采取一系列的对策措施，确保施工所使用的材料符合标准要求，避免设计缺陷的出现，确保施工工艺的规范执行，防止施工不当导致的裂缝。此外，要考虑自然因素，采取相应的防护措施。裂缝的成因多种多样，但通过严格的质量控制和科学的施工管理，可以有效预防裂缝的发生，提高道路桥梁的安全性和耐久性。应该始终将质量放在首位，以确保道路桥梁的长期可靠运行，为人们的出行提供更加安全。