道路桥梁设计与施工中裂缝成因

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道路桥梁设计与施工中裂缝成因

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 1148 0


1道路桥梁设计问题的解决方法

1.1完善设计理论和结构体系

桥梁设计依赖于设计理论、结构构造方面较完善的机制体系,使设计中涉及的关于结构的体系、材料、构造等都能够有较深入的研究,确保桥梁设计更加准确,符合工程需求,避免因受力不均等因素造成桥梁寿命缩减。结构体系的全面、有效,要求设计人员能够在设计过程中全面考虑影响因素,不忽视施工环节中的各个细节;利用不断完善的监督方式,防止出现受力不均问题。

1.2保持桥面与桥梁寿命一致

桥梁体是以极限状态为根据设计的,而桥面设计中各方面因素都会导致桥面、桥梁体使用期限之间存在较明显的差异性,也就造成国内大桥桥面铺装频繁性更换现象。充分考虑桥面和桥体之间的差异性,以及各种因素的可能性,是保障桥梁使用寿命维持在正常期限的重要方式[1]。

1.3重视桥梁耐久性

桥梁设计的根本目的是保障往来车辆的安全运行。在正常使用过程中,车辆运行、超载问题、地震、大风等人为因素和自然灾害,会对桥梁质量产生影响,而桥梁本身长时间使用会使结构老化,甚至会逐渐造成劣化,为桥梁使用埋下隐患。桥梁设计必须考虑耐久性问题,但我国的桥梁设计在耐久性方面会过度注重结构计算的具体研究,忽视总体结构和设计细节的研究工作,所以,在桥梁设计期间必须合理把握这两者之间的比重安排,突出重点、更新分析理念和设计思路,为桥梁安全奠定基础。

2道路桥梁施工中裂缝的成因

2.1混凝土材料质量

原材料质量是裂缝发生的重要诱因,混凝土是利用砂石、水分、水泥、骨料等成分的科学配比混合而成的,在施工选用过程中必须严格遵守国家颁布的施工质量规范和标准。原材料在进入厂区后,工作人员应该实行含泥量、颗粒级配、泥块含量的标准化检验。砂石的验收审核要以400m3或者600t为标准,当具体的含泥量超标时,混凝土的整体强度、抗渗性能都会明显降低,造成混凝土的局部构件出现裂缝。

2.2外部荷载

因荷载引发的混凝土裂缝包括直接应力、次应力2种裂缝形式,主要成因为:(1)直接应力裂缝是在工程设计阶段的荷载漏预算或不运算时,导致的荷载预算严重不足问题。而施工材料堆积造成荷载超标也会出现混凝土裂缝。(2)次应力裂缝是设计阶段未采取合理预算,且将开洞、凿槽的影响性忽视,会直接引起荷载量的变化,使混凝土中出现裂缝。所以,混凝土裂缝形态是确定裂缝出现原因的重要因素,应及时采取解决方法[2]。

2.3温度变化

混凝土施工的过程中,由于周围环境温度的变化,导致其中的部分材料在热胀冷缩性质的作用下引起了混凝土结构的变化,致使建筑物的不同构件使用中产生了变形问题,产生了各种应力,影响着混凝土的安全性能。比如,某专线地处东北,气候整体湿寒、温差较大。夏季温度最高超过30℃,晚间温度会低于10℃,风力较强,湿度高于50%;冬季温度下降至-30℃,1a内的温度差异有60℃以上。而夏季的天亮时间为2点,日出时间为3点,日落时间为7点。施工前期,600t箱梁从梁体到墩台的各个标段都会不同程度地出现裂缝。

2.4水压

道路桥梁施工是以混凝土、沥青为主原料,水压对沥青混合料的影响,会使道路桥梁表面的沥青脱模、丧失黏结力,造成孔隙结构的松散、垮松问题,出现混凝土裂缝。

2.5钢筋锈蚀

混凝土的治疗、保护层厚度不达标,在CO2影响下,会侵蚀、碳化到混凝土保护层表面,降低了钢筋周围混凝土的碱度;而氯化物会引起钢筋周围的氯离子含量增高,使钢筋表面的氧化膜遭到破坏。如此一来,钢筋中的铁离子、混凝土中侵入的O2、水分三者发生化学反应,出现的锈蚀物Fe(OH)3在体积上会增长至原有体积的2~4倍,整个混凝土会普遍膨胀,出现保护层混凝土的开裂、剥离现象,沿着钢筋的纵面方向逐渐开裂。

3道路桥梁施工中裂缝的处理方法

3.1合理设计荷载和道路桥梁布局

在工程设计阶段,施工技术人员必须将施工项目的整体情况全面了解、科学规划道路桥梁整体性与所需钢筋的布局,将施工期间产生的机械荷载引入进来,将实际荷载量完全控制在合理的强度范围内,从而有效防止道路桥梁施工中的混凝土裂缝问题[3]。

3.2加大混凝土原材料的检查力度

工程安全性能的高低与施工原材料的质量好坏有着直接的关系。为了保证混凝土的施工质量,管理人员需要对进入施工现场的混凝土原材料进行严格地检查,包括材料的合格证书及相关的验收报告等。同时,管理人员需要结合工程的实际概况对混凝土原材料的来源、数量及尺寸规格等进行认真地核查、记录,需要注意的是,必须将不同强度和不同批号的水泥分开检测,不能将其混合在一起检测,避免对检测质量造成影响,确保进入施工现场的原材料可以达到工程的实际要求。

3.3注重施工过程中的温度变化

混凝土的内部、外部质检是存在温度差的,这会产生一定的温度应力,大大影响道路桥梁施工的实际应用效果。技术人员对施工现场中温度的影响力必须充分考量,尽量防止混凝土因温度因素引发质量降低现象。施工人员可以在道路桥梁建设期间,积极利用冷水来对碎石冷却,在较短的时间内调整混凝土温度,使其符合施工要求,减少施工工程中的阻碍。同时,施工人员可以将冷水用水管注入到混凝土内部,确保混凝土温度在进入模具时能够较为合理。

3.4完善排水设计

从设计阶段着手解决施工中的裂缝问题,必须合理设计桥梁结构,积极应用较合理的柔性基层或组合方式。对颗粒级配要尽量利用碎石,让水分从碎石中顺利流出;将碎石设置为过渡层,在水分未进入半刚性基层时,便可以从碎石层顺利排出,减少表面结构受到的水分侵害;沥青混合材料的孔隙率必须合理设计,才能更好地防止混凝土裂缝。

3.5优化施工方法

道路桥梁施工方法的优化是减少混凝土裂缝的重要途径。沥青颗粒大小、性质、形态在道路桥梁施工中是有严格要求的,必须选定更为适合的施工材料和机械设备;施工阶段,施工人员必须认真搅拌混合材料,以科学的比例调剂沥青混凝土,控制矿料级配、沥青含量、沥青温度,确保基层材料的均匀性,分类处理其中存在的所有杂物。

4结语

目前,道路桥梁工程在交通运输业发展中的建设数量不断增多,其中的诸多设计问题和开裂情况,都需要设计人员和施工人员的高度重视,从初期的工程设计就开始严格要求,减少施工阶段、试用期间的问题故障,提升整个道路桥梁的安全性。

【参考文献】

【1】孟峤.试述道路桥梁设计与施工中裂缝成因[J].科学与财富,2019(1):79.

【2】付传森.道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析[J].中国房地产业,2018(36):196.

【3】罗忠海.浅议道路桥梁设计与施工中裂缝成因[J].建筑工程技术

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与设计,2018(29):1895.

作者:王战国 洪陈 王建新 单位:宁波杭州湾新区开发建设有限公司 宁波公路市政设计有限公司


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