公路橋梁裂縫病害形成原因及防治措施

行亮

【摘 要】本文查閱了大量資料，結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)公路橋梁裂縫控制的重要性進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)公路橋梁施工中裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的處置及預(yù)防措施，從而有效的減少公路橋梁裂縫病害的出現(xiàn)，延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁;裂縫;病害;防治措施

中圖分類號(hào)： U445.71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）20-0206-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.095

1 加強(qiáng)公路橋梁混凝土裂縫控制的重要性

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，隨著公路里程的不斷增加，公路中重要組成部分的橋梁也越來(lái)越多，現(xiàn)在橋梁中，大部分為鋼筋混凝土橋梁，隨著車輛超荷載，隨著時(shí)間的推移，部分橋梁出現(xiàn)了一些病害，其中，混凝土裂縫問(wèn)題是最為常見(jiàn)的，甚至在一些新建橋梁中也能見(jiàn)到有裂縫的混凝土。裂縫嚴(yán)重影響整個(gè)工程的質(zhì)量，降低公路橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及整體的穩(wěn)定性。

此外，隨著我國(guó)城市化與工業(yè)化進(jìn)程的快速向前推進(jìn)，使得道橋的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大且建設(shè)數(shù)量與日俱增，但由于瀝青材料強(qiáng)度、道橋荷載過(guò)大、砼的選擇不當(dāng)及道橋縫隙水壓影響等因素，導(dǎo)致道橋出現(xiàn)了不同程度的裂縫，嚴(yán)重威脅到交通業(yè)的發(fā)展及出行者的生命安全，因此應(yīng)采取科學(xué)有效的措施來(lái)減少或消除道橋工程的裂縫?？偟膩?lái)說(shuō)，要想提高道橋工程在應(yīng)用中的穩(wěn)定性和安全性，可以在道橋工程的設(shè)計(jì)階段采取科學(xué)合理的施工工藝，確保整體的道橋工程施工質(zhì)量能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，應(yīng)使成本和勞動(dòng)力降低且充分保證瀝青砼的原料質(zhì)量，同時(shí)更注重加強(qiáng)監(jiān)管道橋工程的各施工階段，秉持好“實(shí)事求是、與時(shí)俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新”的道橋設(shè)計(jì)原則理念。此外，還能從修補(bǔ)老化損壞的道橋、消除施工環(huán)境不良影響、利用高精尖施工工藝及完善道橋排水設(shè)計(jì)方案等方面出發(fā)，還注重有針對(duì)性的綜合考慮工程的實(shí)際情況，最大限度防止裂縫的形成，同時(shí)道橋工程設(shè)計(jì)人員更應(yīng)不斷提高專業(yè)技術(shù)水平，有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生并做好應(yīng)對(duì)策略，從而促進(jìn)我國(guó)道橋施工的順利施工。因此，加強(qiáng)公路橋梁混凝土裂縫控制具有重要的意義。

2 公路橋梁施工中裂縫成因

2.1 原材料引起的混凝土裂縫

混凝土作為公路橋梁建設(shè)的主要原材料，主要由水泥、沙子、骨料以及一些其他的原材按照一定的比例攪拌而成。在實(shí)踐中，如果材料配比不符合要求，那么混凝土質(zhì)量就難以保證;如果骨料質(zhì)量不合格也會(huì)嚴(yán)重影響到混凝土的強(qiáng)度;如果攪拌時(shí)水的放入量沒(méi)有按照規(guī)定等，都會(huì)嚴(yán)重影響到混凝土的質(zhì)量，都會(huì)導(dǎo)致橋梁道路出現(xiàn)混凝土裂縫的狀況。

此外，一般超重的車輛來(lái)往會(huì)碾壓破壞道橋路面，直接導(dǎo)致瀝青結(jié)合料向道橋路面兩旁堆積，長(zhǎng)此以往會(huì)出現(xiàn)壓縮裂縫，更會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀小裂縫、表面坑洼隆起等，同時(shí)在自然降水和除塵灑水的過(guò)程中還會(huì)殘留較多水，而車輛的荷載會(huì)破壞砼，逐漸改變?yōu)r青結(jié)合料的強(qiáng)度，從而造成道橋路面的裂縫及散落。

2.2 荷載引起的混凝土裂縫

荷載裂縫是指結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫，主要包括直接應(yīng)力裂縫和次生應(yīng)力裂縫兩種。其中次應(yīng)力裂縫指由次生應(yīng)力導(dǎo)致的混凝土開裂，主要由于在試用階段，結(jié)構(gòu)發(fā)生了與實(shí)際設(shè)計(jì)狀態(tài)不同的變化，導(dǎo)致次應(yīng)力產(chǎn)生;結(jié)構(gòu)中由于一些不可避免的開洞、鑿槽等因素導(dǎo)致的應(yīng)力集中產(chǎn)生次應(yīng)力等導(dǎo)致混凝土開裂;直接應(yīng)力裂縫是指外荷載直接引起的應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫，這些裂縫主要由于設(shè)計(jì)階段計(jì)算不合理或錯(cuò)誤，施工階段不按規(guī)范操作或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等造成附加荷載，使用階段有超出預(yù)計(jì)的荷載等原因造成。

此外，道橋荷載過(guò)大會(huì)不僅會(huì)出現(xiàn)混凝土的底部落空、結(jié)合料散失、路面基層的瀝青滲水以及路面裂縫等問(wèn)題，從而道橋路面不夠平整而影響車輛的正常通行，由此可見(jiàn)瀝青砼的明顯缺點(diǎn)，但現(xiàn)實(shí)中許多施工單位仍以它為主要的工程原料，使得車輛在道橋通行時(shí)的荷載對(duì)道路橋面影響較大，這都會(huì)引起道橋施工中裂縫的產(chǎn)生。

2.3 溫度變化引起的混凝土裂縫

在公路橋梁建設(shè)中，不論外部環(huán)境的變化或內(nèi)部環(huán)境的變化，都會(huì)使混凝土受到一定程度影響，從而產(chǎn)生其他形態(tài)上的變化，如果是混凝土面積比較大的時(shí)，在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的應(yīng)力將會(huì)直接對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此，溫度變化可直接使混凝土產(chǎn)生裂縫的情況。同時(shí)，在橋梁道路建設(shè)中會(huì)有著許多的因素導(dǎo)致溫度的變化，例如晝夜的更替、天氣的情況、季節(jié)的交替，這些都會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.4 地基沉陷導(dǎo)致的裂縫

在實(shí)際中，由于地質(zhì)勘查不夠精確、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)，地基地質(zhì)差異較大，結(jié)構(gòu)整體荷載差異較大，結(jié)構(gòu)類型差異較大，建筑過(guò)程中分期建造，地基凍脹，基礎(chǔ)位于滑坡體、巖洞或活動(dòng)斷層不良地質(zhì)等等原因，都有可能造成地基沉陷，而地基沉陷會(huì)對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)造形成應(yīng)力，同時(shí)地基不均勻沉降也會(huì)造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力，從而引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

2.5 道橋縫隙水壓作用產(chǎn)生施工裂縫

通常制約道橋設(shè)計(jì)時(shí)產(chǎn)生的施工裂縫的關(guān)鍵原因是水壓影響，由于各種原因造成的積水會(huì)引起道橋路面的瀝青膜剝落，極大的削弱了粘合效果，不僅威脅著道橋的使用壽命，還不利于車輛的安全通行，同時(shí)水壓還會(huì)導(dǎo)致砼表面出現(xiàn)局部粗糙、凹坑、缺漿等情況，從而使得瀝青道橋結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)不同程度的坑洞、掉粒與連接不緊密的情況，更甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)構(gòu)松動(dòng)脫落。

3 公路橋梁施工中裂縫的處理與防治措施

3.1 保證橋面與橋梁達(dá)到相同使用年限

在進(jìn)行道橋設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保橋梁在不同階段的受力部位與受力情況，設(shè)計(jì)單位還應(yīng)詳細(xì)分析橋面與橋梁之間的區(qū)別，應(yīng)盡可能減少橋面的損耗，同時(shí)由于受到不同因素的影響，橋面設(shè)計(jì)與橋梁設(shè)計(jì)很難完全一致，極大的影響了橋梁的使用壽命，還可以全面提升相關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)涵養(yǎng)，更好的防止施工裂縫的出現(xiàn)。

3.2 加強(qiáng)道橋設(shè)計(jì)的耐久性

在進(jìn)行道橋設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)單位必須要從整體上全面把握好細(xì)節(jié)分析和綜合的結(jié)構(gòu)比值，緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐來(lái)向道橋設(shè)計(jì)中注入源源不斷的活力與創(chuàng)新力，同時(shí)設(shè)計(jì)單位還可以科學(xué)合理的測(cè)算道橋結(jié)構(gòu)，更要清晰的認(rèn)識(shí)到氣候變化、地質(zhì)條件、使用年限、車輛荷載、交通狀況等對(duì)道橋設(shè)計(jì)的影響，從而確保道橋的正常高效使用。

3.3 制定健全的道橋工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

要想從根本上提高道橋設(shè)計(jì)的可靠性與精確性，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該在道橋工程的設(shè)計(jì)中健全科學(xué)完善的道橋設(shè)計(jì)理論系統(tǒng)，逐步加大對(duì)道橋設(shè)計(jì)工作的動(dòng)態(tài)監(jiān)管力度，保證好道橋設(shè)計(jì)工作的有序展開，更要充分重視起道橋結(jié)構(gòu)與工程原料的研發(fā)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)清楚道橋設(shè)計(jì)的重要作用，以此來(lái)降低非重要因素的不利影響。

3.4 加強(qiáng)荷載控制

在公路橋梁使用過(guò)程中，若荷載過(guò)大而不及時(shí)處理就會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，嚴(yán)重破壞公路橋梁結(jié)構(gòu)，從而影響公路橋梁的強(qiáng)度和剛度。因此，在載荷設(shè)計(jì)時(shí)要從實(shí)際出發(fā)，保證混凝土荷載量滿足實(shí)際需求，保證公路橋梁結(jié)構(gòu)荷載值合理，確定施工中所需的鋼筋種類和數(shù)量，保證混凝土的設(shè)計(jì)荷載大于實(shí)際荷載，有效規(guī)避混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3.5 加強(qiáng)溫度控制

混凝土施工中，首先，根據(jù)混凝土配合比及環(huán)境溫度科學(xué)預(yù)測(cè)混凝土的溫度變化情況，借助先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)混凝土溫度，并根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)混凝土進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)。其次，根據(jù)溫度預(yù)測(cè)結(jié)果科學(xué)確定混凝土澆筑時(shí)間，盡量避免因溫度變化過(guò)大而引起混凝土裂縫;最后，加強(qiáng)混凝土內(nèi)外部溫度的監(jiān)測(cè)，需要記錄好溫度變化數(shù)據(jù)，防止裂縫的產(chǎn)生。

3.6 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)控制

加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)管理顯得尤為重要。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)就需要做好混凝土表層的保濕工作，具體可利用覆蓋塑料薄膜或采用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式來(lái)保證混凝土表面的濕度，提高養(yǎng)護(hù)管理水平，有效避免因混凝土內(nèi)外部溫度不均而產(chǎn)生的裂縫。其次，混凝土澆筑應(yīng)貫徹連續(xù)性施工原則，保證振搗施工均勻有序，待混凝土澆筑完成后要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行收光、平整處理，防止裂縫出現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，混凝土裂縫是一種十分普遍的現(xiàn)象，而且影響公路橋梁施工中混凝土裂縫的因素有很多，一旦出現(xiàn)裂縫問(wèn)題就會(huì)使結(jié)構(gòu)物抗?jié)B能力和使用功能大大降低，使混凝土材料的耐久性降低，進(jìn)而影響到橋梁承載能力。因此，相關(guān)人員要對(duì)混凝土裂縫的成因進(jìn)行深入分析，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行裂縫治理，從根本上避免出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象。

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