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道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施分析

作者

马波波

郯城县顺安公路工程养护有限公司 山东省临沂市郯城县 276100

一.道路桥梁施工中裂缝的类型及危害

(一)裂缝类型

从产生时间看,有施工期裂缝和使用期裂缝。按形态和分布,可分为表面裂缝、贯穿裂缝、网状裂缝等。依据成因,包括荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝等。

(二)裂缝危害

裂缝对道路桥梁危害显著。在结构安全性方面,会降低结构承载能力,甚至引发结构破坏。耐久性上,加速钢筋锈蚀和混凝土碳化。使用性能上,影响行车舒适性,还会增加维护成本[1]。

二. 道路桥梁施工中裂缝的成因分析

(一)设计因素导致裂缝产生

结构设计不合理是引发裂缝的重要因素之一。当结构刚度不足时,在承受荷载的过程中容易产生较大的变形,从而导致裂缝的出现;受力不均也会使结构局部应力集中,超出材料的承载能力,进而形成裂缝。构造设计缺陷如钢筋布置不当会削弱结构的抗拉性能,无法有效抵抗拉力,使得混凝土容易开裂;伸缩缝设置不合理则不能适应结构的伸缩变形,在温度变化或其他因素作用下,结构内部产生应力,最终引发裂缝。此外,设计计算失误,如荷载取值不准确,会使结构实际承受的荷载超出设计预期;结构分析模型不完善,不能准确反映结构的实际受力情况,这些都可能导致裂缝的产生。

(二)材料因素引发裂缝

水泥质量不佳,如安定性不良,会使水泥在硬化过程中产生体积变化,导致混凝土结构开裂;强度不足则无法为结构提供足够的支撑,容易在受力时出现裂缝。骨料质量问题同样不可小觑,含泥量过高会降低骨料与水泥浆之间的粘结力,影响混凝土的整体性能;级配不合理会使混凝土的密实度降低,增加裂缝产生的风险。外加剂使用不当,种类选择错误或掺量不准确,会改变混凝土的性能,使其无法满足施工要求,进而引发裂缝。混凝土配合比不合理,如水胶比过大,会导致混凝土在硬化过程中收缩过大;砂率不当会影响混凝土的工作性和强度。

(三)施工因素造成裂缝

混凝土浇筑工艺不当,振捣不密实会使混凝土内部存在空隙,降低其强度和抗渗性能;浇筑顺序不合理会导致混凝土在凝结过程中产生不均匀的应力,从而引发裂缝。养护措施不到位同样会对混凝土质量产生影响,养护时间不足,混凝土无法充分水化,强度增长缓慢;养护方法不当,如不能保持混凝土表面湿润,会使混凝土失水过快,产生收缩裂缝。施工荷载过大,施工机械布置不合理或材料堆放集中,会使结构局部承受过大的压力,超出其承载能力,导致裂缝出现。此外,施工环境影响也不容忽视,高温、低温、大风等恶劣天气条件会对混凝土的性能产生不利影响,增加裂缝产生的可能性。

(四)环境因素促使裂缝形成

温度变化,昼夜温差大或季节温差大,会使混凝土产生热胀冷缩现象,当这种变形受到约束时,就会在混凝土内部产生应力,从而引发裂缝。湿度变化,混凝土失水过快或环境湿度波动大,会导致混凝土收缩不均匀,产生裂缝。化学侵蚀,如酸雨、海水、工业废水等对混凝土的侵蚀,会破坏混凝土的结构,降低其强度和耐久性,进而引发裂缝。冻融循环,在寒冷地区,混凝土在反复的冻融作用下,体积膨胀,内部结构遭到破坏,产生裂缝[2]。

三. 道路桥梁施工中裂缝的预防措施

(一)设计阶段的预防措施

在设计阶段,应优化结构设计,合理确定结构形式和尺寸,提高结构的安全性和耐久性。例如,在设计大跨度桥梁时,应选择合适的结构形式,如斜拉桥、悬索桥等,以提高结构的刚度和承载能力。

完善构造设计,合理布置钢筋和伸缩缝,增强结构的抗裂性能。在布置钢筋时,应根据结构的受力情况合理确定钢筋的数量和位置,以确保混凝土在受力时得到有效的约束。伸缩缝的设置应根据结构的温度变化和伸缩量合理确定,以保证结构在温度变化和车辆荷载作用下能够自由伸缩。

加强设计计算,准确取值荷载,采用先进的结构分析方法,确保设计的可靠性。在取值荷载时,应充分考虑各种可能的荷载情况,如车辆荷载、风荷载、地震荷载等。同时,应采用先进的结构分析软件,对结构进行精确的分析和计算,以确保设计结果的准确性。

(二)材料选择与控制措施

在材料选择方面,应严格把控材料质量,选择优质的水泥、骨料、外加剂等原材料。对水泥应进行严格的检验,确保其安定性和强度符合要求;对骨料应控制其含泥量和级配,确保其质量稳定。

优化混凝土配合比设计,根据工程实际情况和环境条件,合理确定水胶比、砂率等参数。在确定水胶比时,应综合考虑混凝土的强度、耐久性和工作性能等因素;砂率的选择应根据骨料的级配和混凝土的工作性能进行调整。

加强材料的检验和管理,对进场的材料应进行严格的检验和验收,不合格的材料不得使用。同时,应建立完善的材料管理制度,对材料的储存、运输和使用进行严格的控制。

(三)施工过程的控制措施

在施工过程中,应改进混凝土浇筑工艺,采用合理的浇筑顺序和振捣方法,确保混凝土的密实性。在浇筑混凝土时,应分层浇筑、分层振捣,避免出现漏振和过振现象。

加强养护管理,制定科学的养护方案,保证混凝土在适宜的温度和湿度条件下养护。养护方案应根据混凝土的类型、环境条件和施工季节等因素进行制定。在养护过程中,应及时浇水、覆盖保湿材料,确保混凝土表面湿润。

合理安排施工荷载,避免施工机械和材料对结构造成过大的压力。在施工过程中,应合理规划施工机械的行驶路线和停放位置,避免在梁体等结构上集中堆放材料。

关注施工环境变化,采取相应的防护措施。在高温天气下,应采取降温措施,如在混凝土中埋设冷却水管、在混凝土表面喷洒冷水等;在低温天气下,应采取保温措施,如覆盖保温材料、加热养护等。

(四)环境因素的应对措施

针对温度变化,应采取温度控制措施。在混凝土中埋设冷却水管,可通过循环水降低混凝土内部的温度,减少温度裂缝的产生。采用保温材料覆盖混凝土表面,可减少混凝土表面的温度变化,降低温度应力。

针对湿度变化,应采取保湿措施。在混凝土表面喷洒养护剂、覆盖塑料薄膜等,可减少混凝土水分的蒸发,防止收缩裂缝的产生。

针对化学侵蚀,应采取防腐措施。在混凝土表面涂刷防腐涂料、采用抗侵蚀混凝土等,可提高混凝土的抗侵蚀能力,延长道路桥梁的使用寿命。

针对冻融循环,应采取抗冻措施。在混凝土中掺入引气剂,可使混凝土内部形成微小的气泡,提高混凝土的抗冻性能。应提高混凝土的抗冻等级,以适应寒冷地区的环境条件[3]。

四. 结论

研究全面剖析道路桥梁施工裂缝成因,涵盖设计、材料、施工与环境等方面,并针对性提出预防措施,有效降低裂缝产生风险,提高道路桥梁安全性、耐久性与使用性能。

未来,道路桥梁裂缝研究可加强多学科交叉融合,综合考虑各类复杂因素。同时,利用先进技术开展实时监测与智能预警,提升研究的准确性与及时性,为道路桥梁建设提供更坚实的技术支撑。

参考文献:

[1]蔺娜. 道路桥梁设计问题及施工中的裂缝成因防治策略研究 [J]. 科技资讯, 2025, 23 (11): 121-123.

[2]靳瑶. 道路桥梁工程常见病害与施工处理技术 [J]. 中国住宅设施,2025, (05): 167-169.

[3]白永琪. 道路桥梁工程中的裂缝成因及预防措施研究 [J]. 运输经理世界, 2025, (13): 118-120.