道路橋梁設(shè)計施工中裂縫發(fā)生原因和控制方式

摘要：混凝土是建造道路橋梁的主要材料之一，由于具有成本低、抗壓耐壓和不易被自然侵蝕破壞的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于道路橋梁建設(shè)中。然而，由于受到多種因素的影響，使得道路橋梁常發(fā)生裂縫問題，影響道路橋梁的使用壽命及來往行車、行人安全。因此，加強(qiáng)道路橋梁施工中裂縫的有效控制具有重要意義。本文首先分析了道路橋梁施工裂縫產(chǎn)生原因，然后分析其控制方法，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；設(shè)計施工；裂縫；控制

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路橋梁建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，混凝土是建設(shè)的主要材料。然而，在道路橋梁使用過程中，混凝土經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問題，不僅影響整個建筑的美觀性，而且可能造成坍塌，威脅人們的生命安全。因此，解決混凝土建筑裂縫問題顯得尤為重要。導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的原因眾多，如：超負(fù)荷承載、外部溫度致使其膨脹或收縮等。下文則對其產(chǎn)生原因及控制方法給予詳細(xì)闡述。

一、道路橋梁施工中裂縫產(chǎn)生原因

1、結(jié)構(gòu)性裂縫

橋梁施工出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫的原因有很多，有時是多種因素的導(dǎo)致，分析原因，大致可以分為以下幾種。在施工中，由于施工人員不加限制地任意堆放施工工具、材料，不了解橋梁受力特點(diǎn)，隨意起吊、運(yùn)輸、安裝等，擅自改變施工順序，這些都會引起荷載增加，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。施工工藝質(zhì)量也會引起結(jié)構(gòu)性裂縫。在混凝土的施工中，若是施工工藝不當(dāng)，很容易造成各種表現(xiàn)的裂縫，尤其是細(xì)長壁結(jié)構(gòu)裂縫，混凝土保護(hù)層過厚會導(dǎo)致受力筋的保護(hù)層過厚，這就意味著構(gòu)件的有效高度無法達(dá)到，容易形成垂直裂縫；在混凝土的振搗操作中，若是振搗不密實(shí)，很容易在混凝土的表面出現(xiàn)裂縫；混凝土澆筑速度過快，會降低混凝土的流動性，引起裂縫。

2、非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因包括溫差、凍脹、施工材料、鋼筋腐蝕、滲水等。1）溫差?；炷潦艿綗崦浝淇s的影響，內(nèi)部結(jié)構(gòu)因?yàn)闇夭畛霈F(xiàn)變化，引起變形，若是變形沒有得到適當(dāng)?shù)目刂凭蜁黾討?yīng)力，超過混凝土的抗拉強(qiáng)度就會出現(xiàn)裂縫。2）凍脹。凍脹是導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)性裂縫的常見原因之一，在零攝氏度情況下，飽和混凝土?xí)霈F(xiàn)冰凍情況，混凝土中游離的水分轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，體積大幅度膨脹，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力?；炷聊z孔中的水結(jié)冰后，會引起滲透壓，也會加大膨脹，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。凍脹裂縫在混凝土初凝時最為嚴(yán)重?；炷凉橇峡障侗容^大，水灰比偏大，若是振搗不實(shí)，容易出現(xiàn)早期凍害，因此產(chǎn)生裂縫。3）施工材料。橋梁施工中混凝土材料主要包括骨料、水泥以及砂等，在混凝土的配置中，若是原材料不過關(guān)，就可能出現(xiàn)裂縫。如果砂石裂縫過小，在混凝土配置中意味著需要增加水泥和水的使用量，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度出現(xiàn)偏差，混凝土的收縮能力大大增加，而砂石的直徑若是更小，產(chǎn)生裂縫可能性更大，在混凝土的配置中，若是砂石中云母含量比較高，這種物質(zhì)的存在會減小骨料和水泥的粘合度，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度大大下降。另外砂石中的含泥量也是非常高，砂石比例過高，會增加水泥和水的使用量，降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。4）鋼筋腐蝕。混凝土質(zhì)量若是比較差，保護(hù)層出現(xiàn)碳化情況，隨著時間的延長，暴露在鋼筋附近的混凝土就會出現(xiàn)堿性下降的情況，堿性下降容易導(dǎo)致氯化物的進(jìn)入，導(dǎo)致鋼筋周圍氯離子含量超標(biāo)，破壞氧化膜，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。除此之外，鋼筋銹蝕意味著端面截面積的減小，容易誘發(fā)其他形式的裂縫，進(jìn)而破壞結(jié)構(gòu)。5）滲水。多數(shù)路橋工程建設(shè)中大多注重橋面工藝的施工，而忽視了排水系統(tǒng)的設(shè)計，尤其是層間排水。我國絕大多數(shù)橋面采用較好抗滑性能的抗滑表層，有著較大的空隙率，使得雨水容易滲透到空隙內(nèi)。當(dāng)層間排水不暢時，滲透到空隙內(nèi)的雨水則停留于空隙中，在重載行駛下，則容易使瀝青從碎石表面逐漸剝落，不斷降低混合料的強(qiáng)度，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫。

二、道路橋梁施工中裂縫的控制方法

1、完善施工圖紙設(shè)計

在施工圖設(shè)計中需要盡量避免裂縫的產(chǎn)生，這是從源頭上解決裂縫產(chǎn)生的問題。橋梁設(shè)計圖紙是橋梁施工的基礎(chǔ)，在設(shè)計時，充分考慮到裂縫問題，能夠有效減少結(jié)構(gòu)性的突變。因此在圖紙的設(shè)計中需要重視橋梁的細(xì)節(jié)部分，精確的定位，如可以將轉(zhuǎn)角部位設(shè)計為圓角等，避免混凝土收縮引起裂縫。

2、控制施工材料質(zhì)量

1）采用優(yōu)質(zhì)改性瀝青。由于橋面各個鋪裝層的使用功能有有所不同，這就要求混合料的比例也有所不同。為了有效解決以上裂縫問題，鋪裝上層可采用有著優(yōu)良抗裂性能、較好熱穩(wěn)性能的改性瀝青混合料，而鋪裝下層可采用穩(wěn)定性高、勁度大的改性瀝青混合料，進(jìn)而滿足橋梁高熱穩(wěn)性要求，提高橋梁的抗裂性和抗車轍能力。2）使用高強(qiáng)度的粗細(xì)集料。粗集料質(zhì)量的好壞直接影響橋梁的強(qiáng)度與硬度。因此，選擇粗集料時，盡量選擇干燥、無風(fēng)化及潔凈，且具有良好顆粒形狀的粗集料；并合理控制石料中的針片狀顆粒含量，提高瀝青混合料的內(nèi)摩擦角，增強(qiáng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。而細(xì)集料對瀝青混凝土橋梁的施工也有著重要影響，最好采用人工砂作為橋梁瀝青混凝土的細(xì)集料，與改性瀝青有良好的粘附性。這主要是因?yàn)樘烊簧暗馁|(zhì)量變化較大，且與瀝青有著較差的粘附性，對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性會產(chǎn)生不利影響。因此，一般橋梁混合料中天然砂的含量少于過20%，可采用 0～3mm 的石屑粉代替天然砂。3）填充料的選擇。填充料適宜選擇干燥、潔凈的強(qiáng)基性巖石，不宜使用混合料生產(chǎn)中干法除塵的回收粉。若填料選擇消石灰粉或水泥時，其用量應(yīng)小于填充料總量的2%。

3、及時進(jìn)行修補(bǔ)

道路橋梁一旦出現(xiàn)裂縫問題時，需要采取合理的手段和措施進(jìn)行修補(bǔ)。實(shí)踐中修補(bǔ)道路橋梁裂縫的常用方法有以下幾種：1）內(nèi)部灌漿修補(bǔ)法。該方法屬于修補(bǔ)道路橋梁裂縫的常用方法之一，適用于修補(bǔ)較大的裂縫，并且修補(bǔ)過后的效果比較顯著。為了加強(qiáng)修補(bǔ)的效果，可往內(nèi)部灌漿的同時修堵和嵌縫。道路和橋梁出現(xiàn)出現(xiàn)裂縫，可先灌漿，然后在填補(bǔ)之后用涂抹的方式將裂口堵住，效果非常好。2）表面修補(bǔ)法。道路橋梁也經(jīng)常會有細(xì)小的裂縫，若發(fā)生此種情況，可對混凝土表面進(jìn)行處理，然后再采用修補(bǔ)的方式進(jìn)行填補(bǔ)，從而使其達(dá)到防水堵漏。在其他具體的裂縫修補(bǔ)中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法。若是鋼筋混凝土梁件出現(xiàn)主應(yīng)力裂縫，可以采用加箍的方法封閉裂縫。

4、完善防排水系統(tǒng)

首先，確保橋梁鋪裝層的平整度，嚴(yán)格按照混凝土路面的平整度標(biāo)準(zhǔn)，最大限度避免橋面積水；其次，對泄水孔進(jìn)行合理設(shè)計，使泄水孔不僅能排橋表面水，而且還能夠?qū)⑦M(jìn)入到瀝青面層后滯留的水排出；再次，在橋梁鋪裝層上設(shè)置防水層，可有效防止雨水滲透到橋梁鋪裝層中，提高橋梁瀝青面層的壓實(shí)度；最后，控制泄水孔的標(biāo)高，低于橋面鋪裝層表面 4cm，也可在橋面鋪裝層橫坡下側(cè)做寬、深為6cm的縱向溝槽，使各個泄水孔都連接起來，進(jìn)而形成盲溝。此外，可在瀝青混合料中添加抗剝落劑，進(jìn)而提高瀝青混凝土的抗水性。

三、結(jié)束語

總而言之，道路橋梁裂縫產(chǎn)生因素較多，需要做好多方面工作，如：要對混凝土材料進(jìn)行合理檢查，對有裂縫的橋梁給予及時處理，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，同時在條件允許的情況下，全面引進(jìn)新工藝與新設(shè)備，從而打造出質(zhì)量高、水平高的混凝土道路橋梁。

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