橋梁施工監(jiān)控及裂縫成因分析

張 麗

(山西省懷仁公路管理段，山西 懷仁 038300)

橋梁施工監(jiān)控及裂縫成因分析

張 麗

(山西省懷仁公路管理段，山西 懷仁 038300)

介紹了橋梁施工監(jiān)控的目標(biāo)和內(nèi)容，從荷載、溫度、材料等方面，分析了橋梁裂縫的產(chǎn)生原因，并結(jié)合工程實(shí)例，分析了各裂縫類型對(duì)橋梁的危害性，為橋梁工程的防治工作提供依據(jù)。

橋梁裂縫，施工監(jiān)控，混凝土，荷載

0 引言

道路橋梁的搭建工程是促進(jìn)我國交通得以更加迅速發(fā)展的途徑之一，是滿足社會(huì)發(fā)展的手段，城市的進(jìn)步離不開交通的發(fā)展，交通便利的程度就是對(duì)一個(gè)城市發(fā)展速度的評(píng)價(jià)，為了讓橋梁工程開展得更加順利，如何有效的解決橋梁裂縫這一問題，首先就需要對(duì)裂縫的成因進(jìn)行分析。

1 橋梁裂縫成因分析

1.1 因?yàn)闃蛄旱暮奢d問題產(chǎn)生的橋梁裂縫分析

在橋梁的施工中對(duì)圖紙的依賴和要求是很高的，一旦橋梁的施工工人將圖紙的重要性忽略，自負(fù)的依靠自己的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來對(duì)橋梁進(jìn)行搭建，會(huì)直接導(dǎo)致橋梁的整個(gè)結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化，承重能力也會(huì)大幅度下降，出現(xiàn)這種問題會(huì)直接引起橋梁本身產(chǎn)生裂縫情況。不僅如此，導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生承重類型的裂縫還有部分是在施工過程中發(fā)生的，比如將較重的器械放置在橋梁的承重地方等等。我國建造的橋梁中，帶有孔洞的橋梁也是比較常見的，這種類型的橋梁更加容易產(chǎn)生橋梁的裂縫，一旦橋梁上出現(xiàn)大幅度、大面積的裂縫[1]，整個(gè)橋梁的安全性都會(huì)下降，帶來嚴(yán)重的威脅和后果。

1.2 因?yàn)闇囟鹊膯栴}產(chǎn)生的橋梁裂縫分析

因?yàn)闇囟仍虍a(chǎn)生的裂縫基本成因就是因?yàn)榇罱蛄旱闹黧w材料——混凝土，在溫度發(fā)生變化的情況下，混凝土的結(jié)構(gòu)和形態(tài)都發(fā)生了變化，這些變化伴隨著橋梁上被施加的壓力，很容易造成橋梁的混凝土發(fā)生嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象。因?yàn)闇囟仍虍a(chǎn)生的裂縫是會(huì)隨著溫度的變化而變化的，它不是固定的，溫度的大幅度上升或者下降會(huì)加速橋梁上裂縫的面積擴(kuò)大。還有一種因?yàn)闇囟犬a(chǎn)生的裂縫是在混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生的，就是水泥通過水化熱的這種特性會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致橋梁內(nèi)外溫度相差大，造成橋梁裂縫。

1.3 因?yàn)闃蛄捍罱〞r(shí)采用材料的質(zhì)量問題產(chǎn)生的橋梁裂縫

建造橋梁的材料是混凝土，混凝土的組成成分就是水泥以及水等等，混凝土的質(zhì)量想要更高，其中材料的比例和質(zhì)量都要達(dá)到要求，因?yàn)椴牧系馁|(zhì)量會(huì)嚴(yán)重的影響最后橋梁搭建的質(zhì)量。這些材料在混合成混凝土的過程中發(fā)生失誤會(huì)直接造成橋梁產(chǎn)生裂縫的后果，如在混凝土中的骨料材料中含泥量過高就會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生。骨料和水泥之間的結(jié)合強(qiáng)度也是造成橋梁裂縫的主要原因。混凝土中的重要結(jié)構(gòu)之一就是鋼筋，混凝土的配置材料中如果加入了一些氯化物，會(huì)對(duì)其中的鋼筋帶來很嚴(yán)重的腐蝕后果，直接將整個(gè)橋梁的質(zhì)量大打折扣，并且，一旦鋼筋發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象，其他的組成部分就要承擔(dān)起更多的壓力，達(dá)到材料的最大承受力后，橋梁的裂縫問題會(huì)更加嚴(yán)峻。

2 橋梁施工監(jiān)控的分析研究

施工的監(jiān)控措施對(duì)于橋梁的施工來說是很重要的，監(jiān)控中可以將施工的整體情況進(jìn)行記錄，方便領(lǐng)導(dǎo)者進(jìn)行觀察，防止出現(xiàn)問題造成嚴(yán)重的后果，對(duì)施工的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行線性回歸的處理，根據(jù)結(jié)果對(duì)施工的情況進(jìn)行模擬的展現(xiàn)，將橋梁施工的情況很好的把握。

1)對(duì)橋梁施工監(jiān)控中的監(jiān)控目標(biāo)和監(jiān)控內(nèi)容進(jìn)行分析。

對(duì)橋梁施工監(jiān)控的目的在于保證整個(gè)工程得以順利和安全的開展，確保工程施工質(zhì)量，對(duì)于橋梁的建造來說，質(zhì)量是非常重要的組成部分，在對(duì)橋梁施工過程中的監(jiān)控目標(biāo)主要有三個(gè)方面[2]：第一個(gè)方面是對(duì)整個(gè)建造橋梁在施工過程中的安全性進(jìn)行保證，這個(gè)安全性主要就是施工人員的安全保障，其次就是要求整個(gè)工程的實(shí)施都要符合安全管理的所有要求；第二個(gè)方面是對(duì)施工的質(zhì)量問題進(jìn)行監(jiān)督，要求所有的施工材料都是符合安全建造標(biāo)準(zhǔn)的；第三個(gè)方面是對(duì)橋梁的整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，這個(gè)方面是對(duì)橋梁的施工進(jìn)行監(jiān)控的最重要環(huán)節(jié)。

對(duì)橋梁的施工進(jìn)行監(jiān)控的內(nèi)容會(huì)隨著不同的橋梁進(jìn)行不同改動(dòng)，因?yàn)槊總€(gè)橋梁都是不同的，主要的監(jiān)控內(nèi)容有以下三個(gè)方面：第一個(gè)方面是對(duì)安全性進(jìn)行監(jiān)控，橋梁的施工對(duì)于工人來說危險(xiǎn)性是比較高的，因?yàn)闃蛄旱奶厥饨Y(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，造成的后果會(huì)極其嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失還是其次的，人員的生命損失才是最嚴(yán)重的，在整個(gè)施工的監(jiān)控中，安全性是監(jiān)控內(nèi)容中最重要的；第二個(gè)方面是對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控，橋梁的搭建目的就是承重，但是會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生因?yàn)閴毫^重導(dǎo)致的橋梁變形，因?yàn)檫@個(gè)問題，對(duì)橋梁的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控就顯得很有必要；第三個(gè)方面是對(duì)橋梁的線性以及應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，橋梁的結(jié)構(gòu)會(huì)隨著工程的進(jìn)行導(dǎo)致?lián)隙劝l(fā)生變化，如果這個(gè)變化過大，就會(huì)造成很大的橋梁的質(zhì)量問題，或者產(chǎn)生應(yīng)力，施加在橋梁上會(huì)使橋梁的截面應(yīng)力發(fā)生變化，也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果?；谝陨显?，對(duì)橋梁施工進(jìn)行監(jiān)控的重要性顯而易見。

2)對(duì)橋梁施工的監(jiān)控技術(shù)中的“灰色系統(tǒng)理論”進(jìn)行分析。

“灰色系統(tǒng)理論”簡(jiǎn)單來說就是一種可以在數(shù)據(jù)少的情況下進(jìn)行事件發(fā)展的推導(dǎo)理論，主要作用是對(duì)某個(gè)事件進(jìn)行分析，推導(dǎo)出它的發(fā)展規(guī)律，然后進(jìn)行之后的數(shù)據(jù)推導(dǎo)工作和對(duì)事件進(jìn)行規(guī)律上的研究工作[3]。橋梁在施工過程中，數(shù)據(jù)的模式是不同的，都具有自己的獨(dú)特性，灰色系統(tǒng)理論的優(yōu)點(diǎn)就在于可以對(duì)連續(xù)橋梁施工進(jìn)行針對(duì)性的監(jiān)控，它的應(yīng)用是特別有效果的?！盎疑到y(tǒng)理論”在目前對(duì)橋梁的施工監(jiān)控中應(yīng)用的比較廣泛，大量代替了常規(guī)的數(shù)據(jù)算法，將這兩種算法進(jìn)行比較可以得出三種結(jié)論：第一個(gè)結(jié)論是這兩種算法相比較，灰色系統(tǒng)理論中的算法準(zhǔn)確性相對(duì)更高，并且適應(yīng)性也更強(qiáng)，對(duì)于工程前期數(shù)據(jù)量小的階段也可以高效使用；第二個(gè)結(jié)論是對(duì)于工程監(jiān)控中比較重要的應(yīng)力監(jiān)控來說，“灰色理論系統(tǒng)”的算法更加容易滿足實(shí)際的需求，是根據(jù)實(shí)際工程中的情況進(jìn)行的準(zhǔn)確分析。所以，用這種算法進(jìn)行應(yīng)力的監(jiān)控分析是最準(zhǔn)確的；第三種結(jié)論是針對(duì)施工中容易發(fā)生的數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象進(jìn)行的算法設(shè)計(jì)，這種算法的優(yōu)點(diǎn)就是可以對(duì)整個(gè)工程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究出數(shù)據(jù)的發(fā)展方向和規(guī)律，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)缺失造成的嚴(yán)重后果，將施工監(jiān)控的意義最大化。

3 實(shí)際工程中橋梁施工監(jiān)控及橋梁裂縫成因案例分析

某工程項(xiàng)目的要求是橋梁的全長為987 m，組成方式共計(jì)七聯(lián)，主橋的結(jié)構(gòu)要求是上部分要采用應(yīng)力的混凝土變截面連續(xù)箱梁，最重要的是整個(gè)橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)，第二聯(lián)以及第四聯(lián)都要采用一種預(yù)應(yīng)力相對(duì)比較集中的掛籃改支架的施工方式，這種方式很容易在橋梁上產(chǎn)生裂縫的問題，橋梁產(chǎn)生裂縫這個(gè)問題是工程中比較常見的(見圖1a))，而且很難有效的避免。公路的橋梁質(zhì)量會(huì)在很大程度上受到裂縫問題的影響，在嚴(yán)重的情況下裂縫問題甚至還會(huì)導(dǎo)致橋梁發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。根據(jù)多年的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)表明，在橋梁的施工過程中，絕大多數(shù)的裂縫產(chǎn)生都是橋梁本身由于溫度等原因發(fā)生變化造成的；因荷載產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象很少，而當(dāng)橋梁上的應(yīng)力超過工程中采用的混凝土的強(qiáng)度時(shí)，就一定會(huì)導(dǎo)致橋梁裂痕的出現(xiàn)，盡管這種情況下產(chǎn)生裂縫是必然的，但是裂縫的程度很小，對(duì)橋梁的整體結(jié)構(gòu)并不會(huì)產(chǎn)生太大的影響和危害(見圖1b))。裂縫大小不同，帶來的影響也是不同的，較小的裂縫不會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋造成嚴(yán)重的腐蝕，主要原因是因?yàn)榭諝庵袝?huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生影響的因素很難進(jìn)入到鋼筋中對(duì)鋼筋造成腐蝕，但是對(duì)體積較大的裂縫就要及時(shí)的進(jìn)行修補(bǔ)，防止帶來嚴(yán)重的后果。

4 結(jié)語

橋梁的裂縫問題是橋梁在施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一種問題，這種問題可大可小，嚴(yán)重的可以對(duì)整個(gè)橋梁的質(zhì)量造成無法估量的后果，所以在橋梁的施工過程中，加強(qiáng)對(duì)橋梁的監(jiān)控力度是可以有效避免裂縫問題的重要手段，通過有效的監(jiān)管手段可讓裂縫問題從本質(zhì)上減少。為了對(duì)橋梁的裂縫進(jìn)行高效的、有針對(duì)性的防控，對(duì)裂縫的成因分析是必不可少的，通過探索更加合適的方式，從而減少裂縫的產(chǎn)生，為增加橋梁的牢固性、提高工程整體質(zhì)量提供必要保障。

[1] 吳文凱.橋梁施工監(jiān)控及裂縫成因分析[J].工程技術(shù)(文摘版),2015(35):231-232.

[2] 徐 波.關(guān)于橋梁施工監(jiān)控及橋梁裂縫成因探究[J].建筑·建材·裝飾,2015(18):197-198.

[3] 生秀柱,范仁攀.橋梁施工監(jiān)控及橋梁裂縫成因研究[J].科技視界,2015(30):300-301.

Analysis on bridge construction monitoring and bridge crack cause

Zhang Li

(ShanxiHuairenHighwayManagementSection,Huairen038300,China)

This paper introduced the goal and content of bridge construction monitoring, from the load, temperature, material and other aspects, analyzed the causes of bridge cracks, and combining with the engineering example, analyzed the harmfulness of each type of crack to bridge, provided basis for the prevention and control of bridge engineering.

bridge crack, construction monitoring, concrete, load

1009-6825(2017)01-0184-02

2016-10-27

張 麗(1985- )，女，助理工程師

U445.7

A