桥梁施工监控中桥梁裂缝成因分析

2024-06-09戚伟陕西高速公路工程试验检测有限公司陕西西安710086

中国房地产业 2024年15期

文／戚伟陕西高速公路工程试验检测有限公司陕西西安 710086

西安科技大学陕西西安 710054

引言：

在进行桥梁工程建设时期，工作人员需要积极地转换传统的监理模式，其中可以选择主动监控的措施，监控桥梁工程的施工过程，检测桥梁结构的技术指标，分析是否存在施工偏差的情况，保证桥梁施工质量可以满足设计需求。在桥梁工程施工过程中，监理单位也需要正确设置桥梁受控关键部位测点，全面监控桥梁结构的状态，促进施工的顺利完成。

1.施工监控的目标

桥梁工程的结构复杂性较高，对于索力和线性指标有着较高的要求。在进行设计工作的时候，技术人员需要明确桥梁主梁和主塔中最佳索力分布结构，施工时期正确调整张拉方案，保证成型之后桥梁可以满足想要的质量标准，设置完善的张拉方案和正确的施工顺序有助于更加有效地保障成桥状态。施工监控的主要目标包括这样几点：

第一点，通过进行精细化的系统分析，掌握设计成桥的目的，明确各个施工阶段的注意事项，选择合理的措施来进行防范，保障桥梁结构成形的正确性和合理性；

第二点，施工时期需要增强对于各个阶段工艺参数标准的控制，保障线型内力复合指标，比较实测值和设计数据之间是否存在偏差的情况，评估施工结构是否存在质量问题，掌握施工状态能否满足相应的工程需求[1]；

第三点，施工参数要是产生较大的变化，或者是和设计值之间存在误差，就需要评估产生误差的原因，保障各个阶段的技术指标处于一个可控的范围，桥梁内力线型达标。最后就是按照施工时期各项问题，选择合理的措施进行应对，保障成桥结构处于可靠的状态。

2.桥梁施工监控的概述

桥梁施工监控的主要理论包括这样几种：

第一种就是参数识别和调整法，这些理论就是在开展桥梁工程施工的时候，需要实际测量桥梁结构的各项参数信息，按照实际测量得到的数值来评估各项设计参数，及时地进行调整和完善，把设计参数反馈到计算过程中，计算得到可靠的施工理论期望值，防止实际施工建设和设计预期产生较大的偏差，保障施工作业处于一个可靠的范围中[2]。

第二种是卡尔曼滤波法，这项理论的提出者是美国的学者卡尔曼，通过在随机估计理论中增加状态空间概念，提出信号传递的过程中就是在白噪音的作用下开展的线性系统输出，借助状态方程来表示输入关系和输出关系。在进行桥梁工程施工的时候，借助这项措施，能够有效地调整误差问题，提升各项参数的有效性和可靠性，避免产生桥梁裂缝的情况。

第三种就是灰色系统理论，灰色系统理论就是以灰关联空间为基础来开展研究分析，分析基础就是各项信息数据和桥梁工程的原有数列，通过借助灰过程和灰原成来加工处于原始的数据，设置一个健全的灰微分方程，实现对于未来桥梁工程变化的预测和控制。在进行桥梁施工的时候，借助灰色系统理论，可以增强对于施工环境和施工条件的控制，实时监督控制施工进度，显示出ANSYS 工具的作用和价值，通过进行科学的模拟工作，可以标记桥梁中裂缝的部位和容易产生裂缝的部位。例如假设在扭力作用下，对应位置的应力是三兆帕，能够看出扭力作用会给桥梁质量造成一定的影响，进而产生裂缝的情况。在这个时期，灰色系统理论也能够借助模拟施工的措施，比较实际裂缝和模拟裂缝的情况，评估产生差异的原因和养护工作的实际情况[3]。

3.施工监控技术使用的重要性

在进行桥梁工程施工建设的时候，施工监控技术的使用是比较重要的，这项技术使用的重要性体现在这样几方面：

3.1 提供可靠的数据信息，保障桥梁施工安全

通过开展全面的施工监督控制，可以及时地明确桥梁施工建设时期存在的各项质量问题，甚至是发现设计图纸中存在的问题，这样有助于显著完善施工设计方案，促进桥梁工程施工的顺利完成。在这个时期，能够提供可靠的数据信息，正确优化各项参数，保障桥梁质量达标，实现提升桥梁施工的安全性和可靠性。借助实时监控技术，能够全面掌握桥梁施工时期的各项施工参数，工作人员需要仔细地进行记录，保存好各项数据信息，以不影响桥梁工程施工为前提，按照后续施工特点来正确使用各项检测数据，通过进行调整，保障施工作业的顺利完成，增强桥梁的成桥质量，减少桥梁工程施工周期，增快施工进度[4]。

3.2 有助于积累技术资料

如今在进行桥梁工程施工的时候，需要积极地使用新型的设计模型，持续地完善桥梁结构类型，其中需要借助先进的监控技术来监控施工过程中的各个环节，保障桥梁结构的受力均匀，具备较强的承载能力，工作人员在实践过程中也能够积累更多的技术经验。

3.3 正确进行桥梁施工监控，提升桥梁工程质量

在施工建设时期，施工监控技术能够减少桥梁裂缝问题的产生概率，工作人员通过全面地研究检测数据和施工材料质量，实现减少桥梁裂缝问题的产生概率，不仅如此，通过综合分析运营情况和监测记录数据等，能够有效地分析运营时期产生裂缝问题的原因，选择合理的措施进行应对，设置完善的养护方案，避免造成更加严重的损失[5]。

4.桥梁工程施工裂缝的产生原因

4.1 过载问题

桥梁工程属于现代交通运输系统中的重要组成部分，需要承受车辆荷载和行人荷载，因为长期进行使用和重复的荷载作用，桥梁工程容易产生裂缝的情况。在过载问题的角度进行分析能够看出，过载就是超过桥梁设计荷载的负荷作用，桥梁工程一般会设计成承受特定重量和交通流量的负荷。不过随着交通流量的不断增加，车辆重量的增多，桥梁工程容易产生超出设计负荷的问题。这样的一种过载的荷载灰使得桥梁构件和结构产生变形以及应力集中的情况，进而造成裂缝问题。过载荷载会使得桥梁材料产生疲劳破坏的情况，桥梁工程长期使用的时候，重复的负荷作用会产生材料疲劳的情况，要是负荷作用超出材料的疲劳极限，就会产生裂缝的情况，尤其是在桥梁工程的关键部位，例如桥墩和桥面板等部位，因为负荷比较集中，疲劳裂缝的产生概率比较高。

4.2 混凝土材料问题

桥梁工程的施工裂缝就是在进行施工时期或者是施工结束之后，混凝土结构产生裂缝的情况，这部分裂缝严重影响到桥梁的结构强度和桥梁工程的使用寿命。混凝土收缩属于施工裂缝产生的主要原因。在混凝土硬化时期，水分持续蒸发，混凝土体积缩小，这样的一种收缩产生的内部应力能够造成裂缝问题的产生。混凝土的水化反应也会产生体积变化，内部应力增加，温度变化属于产生施工裂缝的主要因素，混凝土具备热胀冷缩的特点，要是温度变化比较大，混凝土容易热胀冷缩产生体积变化，内部应急积累，产生裂缝的情况。尤其是在大范围混凝土浇筑或者是混凝土结构受到温度影响较大的情况下，裂缝产生概率比较高。不仅如此，混凝土材料要是产生质量问题也容易产生裂缝的情况，要是混凝土配比不够合理，或者是在材料中存在较多的骨料和空隙，混凝土的强度不够均匀，进而产生裂缝的情况。在施工时期，需要高度重视外力作用的影响，浇筑混凝土的过程中，要是振捣不够均匀或者是振动力度比较大，容易产生混凝土不均匀沉实的情况，裂缝问题产生概率显著提升。最后就是施工时期，车辆振动或者是机械碰撞等外力因素也会给混凝土结构产生破坏影响，如此也会出现裂缝问题[6]。

4.3 浇筑工艺

在进行桥梁工程施工的时候，需要在浇筑工艺角度进行研究分析。在桥梁工程施工时期，浇筑属于一项重要的环节，包括混凝土浇筑以及养护等过程，在这些环节容易产生裂缝的情况。混凝土浇筑时期，容易产生浇筑不均匀的问题。主要就是因为浇筑时期振捣不均匀，浇筑的速度比较快或者是比较慢。混凝土浇筑时期，要是没有做到均匀密实，局部的区域密度较小，容易出现裂缝的情况。在开展养护工作的时候，要是没有及时的采取湿养护措施或者是养护时间不足，混凝土水分蒸发的比较早，混凝土内部的应力积累，进而产生裂缝的情况。不仅如此，在养护时期，温度变化比较大，也容易使得混凝土出现收缩和膨胀的情况。对于施工人员来说，在进行施工的时候，需要严格地控制温度，混凝土温度直接影响到了混凝土的使用性能，温度较高或者是温度较低容易增加裂缝问题的产生概率。比如在高温的环节中开展浇筑工作，混凝土表面干燥速度较快，内部还是处于一个较高的温度，这样的一种温差容易产生裂缝问题。不仅如此，在施工时期需要严格地进行结构设计，正确完成浇筑工作，避免出现桥梁裂缝的情况[7]。

4.4 施工人员问题

施工人员的专业能力和综合素质直接影响到了整体的施工质量，一些施工人员的专业能力比较差，综合素质比较低，大多数人员是没有接受过专业知识培训的农民工，在上岗之前没有参加过系统性和规范化的岗前培训，因此在进行施工的时候对于施工质量的把控没有一个正确的认知，责任意识较差，没有严格地根据有关的施工标准来开展各项施工，在后续养护的时候也没有严格地进行落实，因此无法有效地保障桥梁工程施工质量，进而产生裂缝的情况。由于施工单位存在一定的差异，专业能力也有所不同，如今部分施工单位没有在内部设置完善的自我检查制度，也没有重视内部管理控制工作的进行。监理人员的工作效果也会直接影响到桥梁施工质量，要是监理人员没有严格地落实监理职责，监督控制施工时期的各个环节，就容易产生桥梁裂缝的情况。

5.增强桥梁监控减少桥梁裂缝的方法

5.1 健全施工监控制度，审核施工方案

在开展桥梁工程施工的时候，需要持续地健全施工监控制度，严格地落实到施工作业的各个环节，通过开展全面监控，促进桥梁施工作业的顺利完成，在源头上防止产生裂缝问题。其中要设置健全的监控责任制度，把监控职责落实到各个人员上，正确划分具体的工作内容，掌握各项工作内容的所属，配备专业的人员进行负责，通过落实各个部门和工作人员的职责范围，做到权责分明，防止产生责任不清晰的情况。要是出现问题，就需要及时地采取措施进行应对，各个部门和相关的负责人员保持良好的沟通和联系，一起分析产生裂缝问题的原因，选择合理的措施，设置完善的解决方案，保障方案的可行性和可靠性。不仅如此，需要严格地审核施工方案，在设置施工方案的过程中，需要掌握具体的施工需求，有关的数据信息需要和实际相符合，防止在施工时期产生偏差的情况。在开展施工之前，需要严格地审核施工方案，各个工作人员需要保持良好的合作关系，深入分析存在的各项问题，及时地采取措施进行应对，保障后续施工的顺利完成。最后就是施工方案的作业方法需要满足相关的设计规范，施工时期工作人员需要对安全隐患保持高度的注意，防止桥梁工程产生裂缝的情况。

5.2 掌握监控目标和监控内容

在开展桥梁施工监控工作的过程中，需要掌握施工监控目标和具体的内容，充分地显示出桥梁施工监控的使用价值，防止产生裂缝的情况。其中桥梁施工监控的目标包括这样几点：第一点就是需要保障桥梁施工的顺利完成，桥梁施工质量可以满足设计规范需求；第二点是严格地审核桥梁工程设计图纸，按照现场的实际情况进行完成，给后续的施工提供更加可靠的参考，保障施工的安全性和可行性；第三点是保障成桥之后结构受力状态和桥梁线型满足设计需求[8]。

桥梁工程施工时期，施工人员需要按照桥梁工程的实际情况来开展规划工作，施工监控的主要内容包括这样几种：第一种是监控桥梁工程的安全性，桥梁施工复杂性较高，特别是大型桥梁的施工难度较大，容易产生安全风险，甚至是影响到人们的生命安全和财产安全，所以需要高度重视施工安全，及时地找出存在的各项安全风险，选择合理的措施进行应对；第二种就是监控桥梁结构的稳定性和可靠性，桥梁承载能力要符合相应的设计规范，不可以超出规定的范围，不然就容易由于桥梁承载比较大产生变形的情况，影响到后续的运营；第三种就是实时监控桥梁的线性和应力，桥梁的结构内部分布会随着桥梁线型产生变化，要是超出了可控的范围，就会产生质量问题，桥梁截面应力也会产生变化，严重影响到整体的安全性[9]。

5.3 选择合理的桥梁裂缝预防方法

在开展桥梁工程施工建设的时候，需要选择合理的预防方法来进行应对，其中能够选择这样几种方式：第一种就是正确进行桥梁工程养护工作，特别是需要重视湿度和温度等因素，要写防止桥梁结构产生温度裂缝的情况，养护时期，混凝土强度需要达到设计强度的90%，并且养护时间达到7 天之后再开展预应力张拉工作，需要控制好混凝土硬化时期的内外温差；第二种就是需要防止混凝土水化热在短时间内完成释放，其中能够选择增加添加剂的措施来减缓混凝土的水化反应，延长放热的过程。要是在夏季开展施工，拌和混凝土的过程中，需要使用凉水进行搅拌。要是在冬季开展施工，能够选择温水来拌和混凝土；第三种是在浇筑混凝土的时候，能够选择分层浇筑的措施，避免水泥水化热集中或者是过大，进而产生温度裂缝的情况。分层浇筑措施能够减少水化热高峰，方便进行散热。最后就是需要增强对于混凝土施工时期温度的管理和控制，监测具体的温度，按照现场的实际情况来设置养护方案，混凝土表面和中心的温差不可以超出25 度，不然就容易产生温度裂缝的情况。

要想降低桥梁裂缝的产生概率，需要设置单独的审查小组，增强对于桥梁工程各个环节的管理和控制，预防常见问题的出现，要是产生安全隐患就需要及时地采取措施进行应对；按时开展检查工作，抽样监测施工材料，保障各种施工材料都满足标准需求，而且需要按照天气温度和混凝土温度来选择相应的养护措施；其中也要持续地提升施工人员的专业能力和综合素质，增强对于施工人员的岗前培训，帮助施工人员掌握相应的设计方案，正确落实具体的施工责任，提升工作人员的责任意识，掌握预防桥梁裂缝问题的重要性[10]。

5.4 及时地修补裂缝

在开展桥梁工程施工监控工作的时候，要是明确产生桥梁裂缝的情况，就需要选择合理的修补方法，常见的修补措施包括这样几种：第一种就是表面修补法，这些措施主要就是针对桥梁表面的裂缝，施工操作难度较低，可以有效地应对早期裂缝；第二种是灌浆修补法，在处理深入内部的桥梁裂缝的时候，这项措施能够发挥一个良好的使用效果，深入内部的裂缝灰损伤桥梁结构，要借助灌浆材料来修复桥梁深层的裂缝，避免空气里面的水分和氧气进入到混凝土内部，氧化锈蚀的钢筋，这项措施可以显著提升桥梁的耐久性，修补的时候也需要按照现场的实际情况来选择相应的灌浆材料，使得填充的灌浆材料质量得到保障；第三种就是嵌缝修补法，通过和上面两种措施进行比较，这项措施成本比较高，但是使用优势就是可以有效地保护桥梁原有结构的整体性，而且更加美观。