道路橋梁設(shè)計問題與施工中裂縫成因研究

白新斌

(山西誠達(dá)公路勘察設(shè)計有限公司晉中分公司，山西 晉中 030600)

1 橋梁裂縫的主要原因

1.1 施工材料質(zhì)量方面

混凝土是構(gòu)成道路橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵材料，同時該類材料的性能也將對道路橋梁的質(zhì)量帶來直接影響，若未按照要求合理選用水泥、粗細(xì)集料等相關(guān)材料，則容易影響混凝土的工程性能，進(jìn)而導(dǎo)致成型結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不滿足要求。例如，混凝土結(jié)構(gòu)缺乏平整性、局部有高度差等，加之外部環(huán)境等因素的作用，隨之顯現(xiàn)出裂縫。

1.2 荷載方面

荷載對橋梁的破壞作用較強，是導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)裂縫的間接成因。在車輛通行時，將對橋面產(chǎn)生荷載作用，橋面有不同程度的形變現(xiàn)象，同時局部形成滲水。在滲水的持續(xù)性作用下，橋面的基礎(chǔ)結(jié)合料向外部流失，結(jié)構(gòu)的強度較正常狀態(tài)而言有明顯的下降。長此以往，受荷載的持續(xù)性作用，橋面的受損程度逐步加劇，出現(xiàn)網(wǎng)狀開裂病害，橋面底部有脫空的情況，若未及時采取處治措施，該類病害將向周邊擴大，隨之對整個橋面造成不良影響。

1.3 水壓方面

水壓也是誘發(fā)橋梁裂縫的關(guān)鍵原因。水壓普遍具有較強的沖擊力，其會破壞瀝青膜的完整性，使其受損、掉落，進(jìn)而削弱瀝青混合料的黏結(jié)力，原本呈緊密狀態(tài)的瀝青混合料轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷傻臓顟B(tài)，內(nèi)部有松散、坑洞等情況。在此條件下，自然會影響橋梁橋面，例如出現(xiàn)不同程度的裂縫。

2 橋梁設(shè)計問題的解決對策

2.1 確定正確的設(shè)計理論，建立完善的構(gòu)造體系

以道路橋梁實際建設(shè)條件為立足點，結(jié)合工程質(zhì)量要求，確定一套具有可行性的道路橋梁設(shè)計理論，將其作為材料選用、施工工藝應(yīng)用、質(zhì)量控制等方面的指導(dǎo)，由此描繪出一條清晰的施工路徑，有條不紊地開展相應(yīng)的工作。同時，構(gòu)造體系的建設(shè)與運行也可以起到引導(dǎo)作用，能夠從源頭上規(guī)避錯誤的施工行為。

2.2 合理設(shè)計，提高道路橋梁的耐久性

隨使用時間的延長，在材料性能退化、環(huán)境侵蝕等多重因素的作用下，道路橋梁的性能逐步退化，并且此現(xiàn)象在任何橋梁中均有發(fā)生，僅僅是程度方面的差異而已。通過科學(xué)的技術(shù)手段，可以提高道路橋梁的耐久性，延緩其性能退化的時間，減小性能退化的幅度。

通過優(yōu)質(zhì)材料的應(yīng)用，有助于構(gòu)筑高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高道路橋梁工程的整體質(zhì)量和耐久性，使其在后續(xù)相對較長的階段內(nèi)可以維持穩(wěn)定使用的狀態(tài)。此外，在橋梁的設(shè)計工作中，需要注重對各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，保證形狀、尺寸等方面的合理性，協(xié)調(diào)好結(jié)構(gòu)的比例，共同構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu)體系。水體對橋梁具有侵蝕作用，為解決此方面的問題，需合理布設(shè)排水孔，以便高效排出積水。

2.3 合理設(shè)計，延長橋梁的使用壽命

橋梁設(shè)計階段，將從理論的角度出發(fā)確定其使用壽命，但實際運營環(huán)境錯綜復(fù)雜，存在諸多設(shè)計階段不可預(yù)見的因素，因此橋梁的實際使用效果與設(shè)計要求必然存在差異，此類差異除了體現(xiàn)在使用壽命的層面外，還體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)受力層面，即實際受力可能會偏離設(shè)計的受力條件，在受力差異化之下，出現(xiàn)裂縫。對此，在設(shè)計階段需盡可能考慮各項影響因素，并遵循彈性設(shè)計的原則，提高設(shè)計方案的真實性，縮小理論與實際的差距。

3 道路橋梁施工中的關(guān)鍵策略

3.1 加強對各類施工材料的質(zhì)量控制

原材料質(zhì)量控制是基礎(chǔ)工作，管理人員必須以工程規(guī)范和設(shè)計要求為準(zhǔn)，加強原材料質(zhì)量控制，使水泥、瀝青、沙子、鋼筋等各類原材料的質(zhì)量均要滿足要求。對此，一方面需向具有資質(zhì)的供應(yīng)商采購材料，另一方面則需做好進(jìn)場時的質(zhì)量檢驗工作，滿足要求后方可入場，再對該部分材料采取防護措施，例如防雨、防曬等，以便投入使用的材料均可滿足質(zhì)量要求。以瀝青材料的質(zhì)量管理為例，需著重考慮其黏稠度。

3.2 加強對施工工藝的控制

一是合理應(yīng)用攪拌工藝。在道路橋梁施工中，無路是墩柱、橋面還是其他部分，均要根據(jù)各自的施工需求適配合適的攪拌工藝，結(jié)合前述所提的材料質(zhì)量控制要點做好混合料的生產(chǎn)工作，得到具有均勻性的混合料。例如，若混合料以瀝青、石料為主要原材料拌制而成，則需要控制好用量，使兩者均勻混合，采取邊攪拌邊加熱的方法，期間加強對溫度的檢測與控制，盡可能減小實測溫度與設(shè)計溫度的差值。

二是在攪拌前檢查材料的質(zhì)量，例如其必須具有足夠的純凈度，不可摻入過多的雜物，否則在雜物的影響下易出現(xiàn)混合料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題。

三是及時澆筑混合料，且考慮到混合料的密實度要求，澆筑過程中需適當(dāng)采取振搗措施，減小混合料內(nèi)部的空隙，提高混合料的密實度，使成型的結(jié)構(gòu)具有足夠的完整性與穩(wěn)定性，有效抵御外部因素的影響，使其在設(shè)計使用年限內(nèi)均可以維持良好的狀態(tài)。

4 結(jié) 語

綜上所述，裂縫是道路橋梁中較為普遍的質(zhì)量問題，大規(guī)模的裂縫未得到有效的處理時將隨之誘發(fā)坑槽等更為嚴(yán)重的質(zhì)量問題。為切實保證道路橋梁的質(zhì)量，則必須準(zhǔn)確認(rèn)識裂縫的成因，采取針對性的控制措施，將其落實到設(shè)計、施工、日常維護管理等各個階段，構(gòu)筑“質(zhì)量防護屏障”，以免道路橋梁因裂縫的存在而難以正常使用。