道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因探究

高延輝

（山東中咨公路咨詢設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營 257091）

在具體的道路橋梁施工過程中，材料質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)、道路橋梁施工設(shè)計(jì)缺乏合理性等都會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。所以，為了能夠有效防止裂縫問題出現(xiàn)，應(yīng)該不斷強(qiáng)化對設(shè)計(jì)以及施工過程的把控，以便有效消除橋梁裂縫的產(chǎn)生。

1 工程概況

某市大橋是一座鋼筋混凝土橋，其位于該市之間的城市地區(qū)，連接了該市中心道路橋北路、西江路、黃塘路等。該橋的設(shè)計(jì)與眾不同，施工方法獨(dú)特，建筑規(guī)模較大。為了避免裂縫產(chǎn)生，對該工程各個(gè)階段的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。2015年，為緩解交通壓力，在大橋旁修建了一座新的大橋。其中，橋梁跨度為65+110+65m懸澆連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，橋面寬度12.25m。橋臺、橋墩基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，均為摩擦樁，橋臺為薄壁臺，橋墩采用圓端實(shí)心墩。橋的長為240m，路線長度約為四公里。擴(kuò)建修好后，路基總寬度達(dá)到27m，雙向四車道。但是，在實(shí)際的施工中，由于多方面因素的影響，使得道路橋梁施工出現(xiàn)了裂縫，如圖1為橋梁裂縫形態(tài)。

圖1 橋梁裂縫形態(tài)

2 引發(fā)道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫問題的主要因素

2.1 道路橋梁施工荷載因素分析

道路橋梁裂縫問題的出現(xiàn)，最主要的原因就是嚴(yán)重超載，尤其是近年來，城市進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使得車輛累積次數(shù)也變得越來越多，而在這種背景下，道路橋梁就會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，不僅影響了道路橋梁整體美觀，更不利于道路橋梁后期運(yùn)行過程中的安全性。

2.2 道路橋梁施工設(shè)計(jì)因素分析

要想更好地解決裂縫問題，提升施工效果，一定要保證設(shè)計(jì)方案的合理性。但是，在具體的道路橋梁施工設(shè)計(jì)期間，一些設(shè)計(jì)人員并沒有對車流量等因素進(jìn)行仔細(xì)的考慮以及分析，鋼筋的設(shè)計(jì)也缺乏合理性，如圖2為某市大橋常規(guī)局部設(shè)計(jì)，最終影響了橋梁的強(qiáng)度，荷載越來越低，進(jìn)而出現(xiàn)道路橋梁裂縫問題。

圖2 常規(guī)局部設(shè)計(jì)

2.3 道路橋梁工程施工溫度因素分析

在該橋梁施工階段，多種類型混凝土構(gòu)件的澆筑也會深受這一原理的影響和干擾，從而導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)部與外部在受力方面出現(xiàn)不平衡的情況，進(jìn)而引發(fā)道路橋梁施工裂縫的情況出現(xiàn)。通過實(shí)踐得知，導(dǎo)致溫度裂縫的因素有很多。一方面，在道路橋梁施工期間，其通常會應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)，因此，在實(shí)際的澆筑工作開展過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)水熱化的情況，加速了混凝土內(nèi)部的溫度，而由于其內(nèi)部溫度與外部溫度有很大差異，最終出現(xiàn)了裂縫問題。另一方面，如果道路橋梁工作是在冬季進(jìn)行，應(yīng)該在結(jié)束混凝土澆筑工作開展養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土構(gòu)件所處的溫度較高，待養(yǎng)護(hù)工作完成后，混凝土的溫度會發(fā)生一定的變化，而如果溫度下降的速度比較快，那么就非常容易出現(xiàn)裂縫。

2.4 基礎(chǔ)位移或沉降的影響

該橋梁工程施工期間，其主要是混凝土結(jié)構(gòu)，而混凝土本身就具有一定的特殊性，而且再加上外界自然環(huán)境或者人為因素的影響，混凝土在道路橋梁的施工過程中很容易發(fā)生位移和沉降的問題，從而引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致道路橋梁內(nèi)部的動態(tài)平衡遭到破壞，最終出現(xiàn)裂縫。

2.5 混凝土自縮的影響

由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，混凝土很容易出現(xiàn)收縮徐變的現(xiàn)象，例如，碳化、熱脹冷縮等現(xiàn)象，這些自縮的現(xiàn)象會使得混凝土的體積減小，如果自縮現(xiàn)象持續(xù)一段時(shí)間或者是沒有任何規(guī)律可循時(shí)，就不能實(shí)現(xiàn)自縮現(xiàn)象引起的拉力與混凝土自身的應(yīng)力之間的動態(tài)平衡，從而也會產(chǎn)生橋梁裂縫。

3 道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫預(yù)防對策

3.1 加大對道路橋梁施工材料的把控

在進(jìn)行該橋梁施工期間，施工材料與道路橋梁裂縫有著非常密切的聯(lián)系。因此，為了可以更好地提升施工質(zhì)量，盡可能地避免裂縫問題出現(xiàn)。在實(shí)際的施工階段，一方面，施工單位需要嚴(yán)格遵循施工設(shè)計(jì)要求，合理規(guī)劃橋梁結(jié)構(gòu)，保證后期施工作業(yè)可以順利地進(jìn)行。另一方面，應(yīng)該對施工材料進(jìn)行嚴(yán)格把控，結(jié)合施工設(shè)計(jì)的具體要求，嚴(yán)格檢查施工材料設(shè)備，提升其整體質(zhì)量。

3.2 強(qiáng)化構(gòu)造配筋方面的施工設(shè)計(jì)

在對該橋梁施工過程中，鋼筋的有效應(yīng)用可以在一定程度上避免出現(xiàn)裂縫延伸的情況，能夠全面提升其抵抗裂縫的能力。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該不斷強(qiáng)化構(gòu)造配筋方面的施工設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，如果結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力沒有發(fā)生變化，那么結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋數(shù)量逐漸增多，可以有效地防止結(jié)構(gòu)收縮的力量節(jié)變大，從而有效地降低裂縫出現(xiàn)的概率。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋能夠有效地對裂縫進(jìn)行分散，可以進(jìn)一步減小其寬度。然而，在道路橋梁混凝土設(shè)計(jì)中，配筋率并不是越高越好，如果配筋率較高也可能導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合具體情況，科學(xué)設(shè)計(jì)，如圖3為建議設(shè)計(jì)方案，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的合理性。

圖3 建議設(shè)計(jì)方案

3.3 不斷規(guī)范施工人員的施工操作

在進(jìn)行橋梁施工建設(shè)的時(shí)候，一定要保證施工人員的自身素質(zhì)以及能力，保證其可以時(shí)時(shí)規(guī)范自身行為，提升施工的質(zhì)量和效果。在具體的施工作業(yè)期間，施工位要加大對施工人員的把控，強(qiáng)化施工人員的水平和能力，提高其專業(yè)技能。同時(shí)，對于道路橋梁施工中一些比較重要的工作崗位，施工人員應(yīng)該在保證持有上崗證的基礎(chǔ)上，再開展道路橋梁施工工作，以便可以全面提升施工效果。此外，道路橋梁施工結(jié)束以后，施工單位還應(yīng)該對道路橋梁開展有效的養(yǎng)護(hù)工作，制定合理的方案，提升工程的安全性。由于道路橋梁在使用期間難免會出現(xiàn)損傷，包括凍裂等問題，因此，應(yīng)該加大養(yǎng)護(hù)，防止裂縫出現(xiàn)。

4 結(jié)語

面對當(dāng)前道路橋梁設(shè)計(jì)和施工中裂縫問題，在具體的工程開展期間，應(yīng)該積極探尋問題的成因，然后采用合理的方式，制定科學(xué)的問題解決對策，確保在徹底消除問題的同時(shí)，還能夠有效地提高施工效果和水平。