高速公路橋梁施工中所遇的裂縫問(wèn)題及解決途徑

【摘要】高速公路橋梁在施工過(guò)程中，不可避免的要受到外界溫度變化的影響，橋梁面板容易產(chǎn)生裂縫。橋梁裂縫不僅影響施工進(jìn)程，而且縮短橋梁的使用壽命。因此，為了保證橋梁設(shè)計(jì)方案的完美呈現(xiàn)，需要綜合考慮自然因素和人為因素，根據(jù)不同類(lèi)型的裂縫問(wèn)題，制定具有針對(duì)性的解決方案，減少裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；溫度變化；橋梁裂縫；解決方案

引言

高速公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，施工人員要結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裂縫的產(chǎn)生原因和類(lèi)型做出準(zhǔn)確判斷。施工人員工作態(tài)度認(rèn)真負(fù)責(zé)，培養(yǎng)較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技能，著重考慮外界環(huán)境溫度改變對(duì)橋梁內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，針對(duì)可能產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，全面總結(jié)裂縫處理的方法。根據(jù)設(shè)計(jì)方案制定治理裂縫的可行性方案，減少裂縫造成的各種危害和損失，保證橋梁施工的順利進(jìn)行。

一、高速公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因

高速公路橋梁面板施工裂縫現(xiàn)象比較常見(jiàn)，其形成的原因較為繁多復(fù)雜，主要有以下幾種：

（一）橋梁在靜荷載和動(dòng)荷載的影響下，產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫等結(jié)構(gòu)性裂縫，其產(chǎn)生的原因是：在安裝等施工期間，施工設(shè)備和材料隨意堆放，給橋面帶來(lái)超出規(guī)定范圍的荷載；在起吊、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，缺乏對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)受力的通盤(pán)考慮，而且由于沒(méi)有嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙的施工程序施工，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力模式的改變；局部施工中，某些部位結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)計(jì)算不準(zhǔn)確，從而致使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂；在進(jìn)行受力構(gòu)件鑿孔的過(guò)程中，在空洞附近會(huì)出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，由此產(chǎn)生的應(yīng)力集中成為荷載裂縫的誘因。

（二）氣候溫度條件在高速公路橋梁施工過(guò)程中不可能是一成不變的，由于施工持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，橋梁橋面容易受到氣候溫度的影響而出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題?；炷潦菢蛄旱闹饕M成部分，具有熱脹冷縮的特質(zhì)。橋梁的內(nèi)部溫度在受到外界環(huán)境變化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不同程度的改變?；炷烈?yàn)槭艿綐蛄簝?nèi)部溫度改變的影響，其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力也會(huì)隨之改變。為了掙脫外界的約束力，應(yīng)力便不斷增加，當(dāng)這個(gè)應(yīng)力的數(shù)值超過(guò)混凝土所能承受的最大抗拉強(qiáng)度時(shí)，橋梁的變形就很容易發(fā)生。拱橋和鋼架橋等橋面產(chǎn)生裂縫主要是由于一年四季溫度的變化。雖然四季的更迭是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，但是橋梁的結(jié)構(gòu)仍然會(huì)由于多年來(lái)溫差的改變而產(chǎn)生縱向位移。由于橋梁局部不同結(jié)構(gòu)的受熱情況不同而產(chǎn)生的溫度裂縫也比較常見(jiàn)。一年和一天中太陽(yáng)的照射強(qiáng)度和角度都有差異，因此橋面、橋梁和側(cè)面等承載的溫度各不相同，局部產(chǎn)生的拉應(yīng)力在不同溫度狀態(tài)下變大程度就會(huì)不同，溫差裂縫便會(huì)產(chǎn)生。橋梁裂縫在溫度驟然變化時(shí)也會(huì)發(fā)生。橋梁內(nèi)部和外部對(duì)溫度改變的應(yīng)激能力不同，相比于橋梁外部溫度的快速下降，內(nèi)部溫度則較穩(wěn)定，下降較慢。這種情況下，橋梁內(nèi)、外部變化不均就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。在冬季，由于溫度比較低，這種由于冷空氣來(lái)襲而產(chǎn)生的裂縫就會(huì)時(shí)常產(chǎn)生。但是，如果注重橋梁的保養(yǎng)和維護(hù)，這種損失還是可以減少或者避免的。

（三）收縮裂縫是指混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)組分分子間的距離， 隨溫度變化而產(chǎn)生體積收縮引起的裂縫，在施工過(guò)程中比較常見(jiàn)。混凝土在凝結(jié)以前由于表面失水引起毛細(xì)管壓力而產(chǎn)生的表面收縮，是一種塑性收縮。該收縮受水灰比、水分蒸發(fā)、骨料等因素的影響?；炷帘砻娴乃謺?huì)隨著混凝土的結(jié)塊逐漸蒸發(fā)，混凝土的體積也會(huì)隨著表面溫度的降低而慢慢縮小。在此過(guò)程中，混凝土承受的收縮壓力變大，當(dāng)其數(shù)值超出混凝土的最大承受能力時(shí)，干縮裂縫便會(huì)產(chǎn)生。炭化收縮主要受空氣中二氧化碳含量的影響。過(guò)多的二氧化碳能與水泥、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致炭化收縮。

二、高速公路橋梁施工裂縫處理的方法

（一）施工過(guò)程中的荷載控制 荷載產(chǎn)生的裂縫屬于結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，因此我們可以在施工過(guò)程中加以預(yù)防處理：1.仔細(xì)閱讀并且分析施工圖紙是施工前必須做的準(zhǔn)備工作，施工人員要在理解設(shè)計(jì)者的構(gòu)圖思路和各方面要求的前提下，認(rèn)真分析橋梁不同組成部分的受力特征和負(fù)荷能力，為制備完善的施工方案打下基礎(chǔ)。2.完善的施工方案需要具備恰當(dāng)合理的實(shí)施順序，明確指出操作的前后順序。3.由于結(jié)構(gòu)荷載產(chǎn)生裂縫時(shí)常發(fā)生，首先要明確裂縫的類(lèi)型和造成裂縫的真正原因，采取富有針對(duì)性的措施治理裂縫，減少損失。同時(shí)，要定期檢查橋梁的安全問(wèn)題，盡量避免裂縫等問(wèn)題的出現(xiàn)。4.對(duì)癥下藥治理裂縫是十分重要的。在治理過(guò)程中要綜合考慮結(jié)構(gòu)承載力、收縮、溫度變化等多方面的因素，避免再次出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。5.為了減少安全隱患，我們要適時(shí)檢測(cè)橋梁的強(qiáng)度和震動(dòng)疲勞。制定系統(tǒng)全面的操作規(guī)范和懲處規(guī)定，規(guī)范施工人員的行為，盡量減少由于人為原因造成的橋梁安全問(wèn)題。

（二）施工經(jīng)驗(yàn)顯示，施工人員可以通過(guò)自主控制來(lái)調(diào)節(jié)溫度的高低。溫度得到合理的控制，由于溫度對(duì)施工進(jìn)程造成的影響就可以大大降低。目前，針對(duì)溫度變化產(chǎn)生的橋梁裂縫，最好的辦法就是控制溫度的干擾。首先，分為三個(gè)階段進(jìn)行溫度應(yīng)力的分析：①施工早期，檢測(cè)水泥的水化放出量和混凝土的上彈性模量。②施工中期，需要在混凝土的溫度不再變化趨于穩(wěn)定時(shí)，分析外界環(huán)境的氣溫變化，適時(shí)調(diào)整施工溫度。③施工后期，在考慮中期外界環(huán)境溫度的前提下，還需注意橋面內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的變化。其次，做好以下四個(gè)環(huán)節(jié)的工作可以控制溫度的變化﹕①調(diào)整股骨料級(jí)配，減少水泥在混凝土中的比例。②當(dāng)混凝土冷卻到一定的溫度時(shí)，再進(jìn)行攪拌。③先埋設(shè)水管，之后再進(jìn)行混凝土澆筑，用水冷卻降低溫度。④提前做好橋梁的保溫工作，應(yīng)對(duì)氣溫的突然變化。最后，由于橋梁容易受到溫度變化的影響，因此仔細(xì)觀察橋梁結(jié)構(gòu)的溫度承受能力，做好橋梁的保溫工作就十分重要。著重控制溫度，減少混凝土受熱不均產(chǎn)生的表面裂縫，使橋梁具備良好的抗逆能力。做好早期保溫防護(hù)，不僅可以充分展現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的獨(dú)具匠新，而且可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。綜合橋梁的自身?xiàng)l件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，可以避免干縮、裂縫等問(wèn)題的出現(xiàn)。

（三）由于收縮而導(dǎo)致的裂縫對(duì)橋梁的危害也很大。橋梁收縮類(lèi)型不同，控制收縮的方法也有所不同。1.制定可行性較強(qiáng)的施工方案，考慮混凝土的最佳配合比，通過(guò)對(duì)比，選擇最終方案。從四個(gè)方面加強(qiáng)技術(shù)水平：①明確水灰比，②優(yōu)選水泥材料，③外加劑嚴(yán)格控制，④確保養(yǎng)護(hù)的溫濕度，提高混凝土的配合質(zhì)量。2.采用分層澆筑的方法，勻速攪拌和下料。3.預(yù)防收縮裂縫可以采用覆蓋保濕的辦法，既經(jīng)濟(jì)又有效，達(dá)到增減養(yǎng)護(hù)時(shí)間的目的。4.施工過(guò)程中態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)，比如通過(guò)控制水灰比防止收縮裂縫。

結(jié)語(yǔ)

高速公路橋梁施工需要在多種因素的共同配合之下才能順利地完成。首先，要保持積極的態(tài)度，當(dāng)裂縫問(wèn)題發(fā)現(xiàn)時(shí)，不要喪失信心，要保持清醒冷靜的頭腦去面對(duì)問(wèn)題，掌握豐富的橋梁專(zhuān)業(yè)知識(shí)。其次，要認(rèn)真翻閱歷史材料，總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)原有的知識(shí)發(fā)掘新的技術(shù)，形成嶄新的設(shè)計(jì)思路，更好地指導(dǎo)橋梁施工工作。橋梁裂縫在高速公路橋梁施工過(guò)程中無(wú)法避免，需要在合理的設(shè)計(jì)圖紙指導(dǎo)下，有序進(jìn)行施工。減少裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，對(duì)人民群眾的安全也提供了一個(gè)良好的保障。針對(duì)裂縫問(wèn)題的嚴(yán)重性，我們要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的工程技術(shù)，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)彌補(bǔ)自身的不足，提高橋梁施工的安全保障，減少甚至杜絕裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。

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