市政道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析

霍文财

摘要：混凝土是道路桥梁施工的主要原材料之一，具有造价低、耐压程度高以及不易被自然环境所破坏等诸多优点。但是在道路桥梁的施工或者运营的养护过程中，混凝土出现裂缝的现象时常发生，使得道路桥梁的整体质量大打折扣，严重的话会威胁到车辆驾乘人员的生命安全，因此，对混凝土裂缝原因的研究就变得十分重要和紧迫。

关键字：市政；道路桥梁；设计问题；裂缝；

一、道路桥梁设计的隐患问题

1、 设计中的常见问题

在设计人员对道路桥梁工程项目进行设计时，对于工程项目在竣工并且投入使用后的性能情况往往是不会过多的考虑的，如交通流量、温度因素以及环境因素等都没有综合的考虑，而设计人员考虑的往往是设计阶段的桥梁结构的刚度和强度必须是符合相关的设计规范的，所以在设计阶段就无法清晰的显示出道路桥梁工程项目的计算图示和实际路线，导致钢筋规格不符合要求、混凝土强度太低以及保护层厚度不达标等质量问题的出现，同时也降低了道路桥梁主体结构的安全性和耐久性。

2、设计方案与道路桥梁的发展情况是脱节的

国外相当一部分著名的桥梁都是历史悠久，而且外形较具特点，例如美国的金门大桥、伦敦塔桥等，它们的设计中，既考虑到耐久性、实用性，还考虑到桥梁的审美性。然而国内近年来的道路桥梁建设中，为了追赶经济利益，加快工期，设计中墨守成规，采取中规中矩的设计样式，对桥梁的发展历程考虑较少，不能借鉴、吸收一些优秀桥梁的设计经验，也没有预留足够的时间进行设计前期的考察，对选址周边环境评估不足，因此无法协调地综合各种因素，将先进的设计理念应用到桥梁设计中。

3.道路超载造成桥梁疲劳

通常在使用道路桥梁的过程中，很难避免道路超载问题，这是设计方在设计阶段尤其需要注意的问题。然而，部分桥梁设计者没有进行深入调查，对投入使用后最大通行车流量不能准确估算，从而导致使用时车流量超过了原设计最大流量，造成道路超载，疲劳使用，损耗严重。道路桥梁疲劳盈利是我国道路运输中较为常见的，其后果是直接加剧道路桥梁内部结构的损伤，长期使用，极易导致路面塌陷、桥体坍塌等现象，从而引发交通事故，况且，道路桥梁的内部损伤很难修复，直接影响到使用的寿命及安全性。

二、道路桥梁设计问题的改善对策

1、 选择最优的设计方案

要想充分的保证道路桥梁工程项目的耐久性和安全性，首先我们就要保证项目主体结构的实际质量，因此，选择最优的设计方案就是非常重要的一个措施。在道路桥梁工程项目的施工过程中，其容易受到地质、天气等外界环境因素的影响，同时其涉及的范围和内容也非常广，所以，设计人员在进行设计工作时，必须先为桥梁的主体结构选择最合理的结构形式，并且选择最优的结构设计方案。

2、 进行设计工作时，要考虑到各类影响因素

怎样才算是一个优秀的道路桥梁工程的设计项目，其关键的内容就是在项目投入使用后必须具备足够的安全性和耐久性。在桥梁工程的施工阶段甚至是试运行的阶段，人为因素以及外界的环境因素都会影响其耐久性和安全性，所以在进行设计工作时，一定要充分的考虑到各类影响因素。近些年来，桥梁结构经常出现断面、裂缝以及材料老化等质量问题，而在分析其原因时，我们发现导致此类问题时有发生的重要原因就是外界环境因素的影响，如雨水的侵蚀、风的侵蚀以及地质等自然灾害。对于混凝土桥梁来说，由于裂缝问题而坍塌事故更是时有发生，其对行人的生命安全带来了严重的威胁。

3、 激发设计人员的创造力，敢于应用新技术

对于道路桥梁工程项目的整体使用性能和服务质量，项目设计阶段的质量控制水平会产生重要的影响，因此，建设单位必须给设计单位预留足够的设计周期。设计时，设计人员应首先保证强度要求是符合国家相关的设计规范的，同时还应大胆创新，敢于在设计方案中应用新技术、新材料和新工艺。

三、公路桥梁裂缝的成因

1、温度裂缝

任何物体都有存在热胀冷缩的特性，混凝土也不会例外。在外部温度变化的作用下，混凝土结构会出现变形情况，在结构内部产生相应的拉应力，如果拉应力的数值超过了混凝土自身的抗拉强度，则会导致裂缝的产生。

2、收缩裂缝

收缩裂缝可以分为塑性收缩和干缩两种，主要是由于结构收缩，引发体积的变化，从而产生的裂缝。其中，塑性收缩是指在混凝土初凝后，受水泥水化反应的影响，混凝土表面的水分会快速蒸发，从而产生收缩变形，如果变形产生的表面拉应力大于混凝土抗拉强度，则会出现收缩裂缝。而干缩多出现在混凝土养护结束后的一段时间，或者混凝土浇筑完毕后的一周左右，主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同，导致变形不同，造成裂缝的产生。

3、材料裂缝

一方面，混凝土的质量是影响公路桥梁施工质量的关键，如果混凝土配置不合理或者原材料质量较差，会直接影响混凝土的强度；另一方面，如果混凝土施工厚度不足或者质量检查不到位，会使得结构内部的钢筋暴露在空气中，加速其腐蚀，降低混凝土结构的承载力，从而导致裂缝的出现。

4、沉降裂缝

在对公路桥梁的基础进行施工时，受各种因素的影响，基础可能会出现垂直方向的不均匀沉降或者水平方向的位移，从而对混凝土结构施加一定的应力，当这个附加应力超出混凝土的抗拉強度时，就会造成结构的开裂，从而形成裂缝。

5、冻胀裂缝

在混凝土结构内部，受其本身特性的影响，存在着许多大小不一的空隙，这些空隙中含有大量的水分，如果在施工中，环境温度较低，使得混凝土的温度在0℃以下，则内部水分会出现冻结，造成结构体积的增大，形成拉应力，进而引发冻胀裂缝。

四、裂缝的治理

1、表面修补法。指在裂缝表面涂抹水泥浆，对裂缝进行修补的方法，对于表层裂缝，可以直接消除，而对于深层裂缝，通过水泥浆的渗透，同样具有十分显著的修补效果，同时也不会对原有混凝土结构的性能造成影响，因此在桥梁裂缝的处理中得到了十分广泛的应用。

2、灌浆修补法。灌浆修补法主要是针对深层裂缝而言。如果裂缝的深度较大或者出现贯通，会严重影响混凝土的结构强度和承载能力，在这种情况下，表面修补发难以发挥良好的效果，因此会选择灌浆修补法。指利用专业灌浆设备，向混凝土裂缝中压入水泥浆、环氧聚合物等灌浆材料，对裂缝进行填充和修补。

3、嵌缝修补法。指对裂缝进行开槽处理，在槽中填充相应的封堵材料，实现对裂缝的修补，不仅修补效果显著，而且修补后外观平整，美观，可以有效提高公路桥梁的外观质量。

4、结构加固法。指通过相应的方法，对混凝土结构进行加固，抵消裂缝造成的强度降低量，从而保证公路桥梁工程的使用寿命。目前常用的结构加固法主要包括：预应力加固、混凝土补强加固、支点加固等。

总之，随着城市的不断发展，城市交通建设的重要性越来越凸显，桥梁设计质量如何，不但会影响到施工的质量和投入使用后的性能，而且也关乎人们出行的安全。不合理的设计必然会降低施工的质量，影响使用效果，缩短了使用寿命，也不具美观性，严重的出现较大安全问题，危及人民的生命财产安全。因此，道路桥梁工程中，必须加强对设计工作的重视，以达到合理设计、科学设计、美观设计的目标，使道路桥梁既实用美观，也能增加使用期限。

参考文献：

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