道路桥梁施工裂缝的成因及防治对策探究

李纲

山东省天为工程技术有限公司 山东淄博 255000

1 实际工程案例相关分析

1.1 工程概况

Z桥作为北五环路桥工程，主桥的结构为三孔悬臂浇筑预应力混凝土连续刚构。主桥中的分孔为75+120+75=270m。单幅桥的桥面宽度为0.60+12.25+0.25+1.50+0.40=15.00m。主梁横截面为单箱单室类型，高度为2.50-6.00m，使用了挂篮悬臂浇筑方式进行施工。Z桥整体的下部基础全部为钻孔灌注桩基础。Z桥在施工过程中，出现了顶板裂缝、腹板裂缝与主桥裂缝情况，由于在施工过程中，顶板与底板都没有横向受力裂缝，同时基于施工各个工况基础上，应将结构应力控制在应力范围中的，但腹板依然发生了受力斜裂缝问题，但其数量较少，裂缝处于分散状态，因此施工团队排除了结构设计缺陷的问题，主要原因为缺乏完善施工工艺，使腹板基于某施工工况下拉应力过大，最终造成裂缝，例如混凝土浇筑过程中没有合理控制温度、模板发生脱模等也是造成裂缝的原因。

1.2 裂缝成因

通过对Z工程的裂缝情况进行研究，发现其存在的裂缝类型为非荷载裂缝，裂缝主要分布在顶板与横隔板的位置上。横隔板的主要作用为提升结构的整体性能与抗扭性能，受力情况十分复杂，可以加强构造设计从而起到防治效果。对于顶部部分的裂缝，由于其分布在顶板下侧位置上，基础全部发生在施工阶段，结构的横向预应力生成在张拉之前，横向预应力张拉之后就会处于闭合状态。因此可以判断裂缝的成因主要包含以下几点：第一，收缩因素。混凝土完成凝结与硬化之后的几天中会发生早期收缩情况，这也是造成早期收缩裂缝的主要成因。在道桥施工过程中，由于受到施工周期的影响，无法充分养护，就会造成混凝土结构养护环境很早出现变化，但由于外界温度增加与环境湿度下降，都会导致混凝土的收缩情况加剧[1]。第二，温度因素。温度会对结构产生较大影响，主要来自日照产生的温度差，但季节性的温差并不会对结构产生较大影响。第三，施工工艺因素。由于Z桥的裂缝都是在施工期间产生的非结构裂缝，造成这种裂缝产生的主要云因为施工工艺因素。例如没有对入模坍落度与水灰比等方面进行合理设计，使结构的早期收缩效应增加。再如没有对混凝土进行有效的保湿与养护处理，模板表面光滑性较差，没有合理设置拆模时间等因素也会增加混凝土的收缩效应。还由于没有对预应力进行合理张拉，尤其对于竖向预应力束进行合理操作，没有形成及时、有效张拉，最终造成Z桥的腹板部分发生斜裂缝现象。

1.3 裂缝防治措施

施工团队通过对Z桥的裂缝位置、裂缝成因等多方面因素综合分析，采用了以下裂缝防治措施：第一，对混凝土的配合比进行优化。尽量使用中低强度等级的混凝土材料，同时选用活性较低的水泥材料，适当使用减水剂，避免使用吸水性较高的外加剂，与此同时，要将混凝土的坍落度控制在（12±2）cm。在对混凝土浇筑过程中，要将混凝土的浇筑速度与浇筑落差严格控制，避免出现差异沉降的问题，才能使混凝土水化热温度不会快速增加。第二，对骨料质量进行严格控制，应适当提升骨料含量，还应适当增加骨料的粒径，对含泥量也要严格控制。第三，采用混凝土二次振捣操作，加强混凝土浇筑完成后的养护工作水平，减少结构与外界形成的热流量交换。第四，在混凝土中加入聚丙烯纤维，可以有效加强混凝土的早期抗拉强度，还可以适当加长结构的拆模时间，从而减少拆模之后的形成的温差应力[2]。

2 道桥施工裂缝预防与处治对策总结

通过对Z桥实际案例的分析可以看出道桥施工裂缝成因较为复杂，因此除了Z桥采用的裂缝防治对策之外，还应采用以下方式：

2.1 加强道桥设计的耐久性

在进行道桥设计时，相关的设计单位必须要从整体上全面把握好细节分析和综合的结构比值，紧跟时代的发展步伐来向道桥设计中注入源源不断的活力与创新力，同时设计单位还可以科学合理的测算道桥结构，更要清晰的认识到气候变化、地质条件、使用年限、车辆荷载、交通状况等对道桥设计的影响，从而确保道桥的正常高效使用。

2.2 加强温度控制

混凝土施工中，首先，根据混凝土配合比及环境温度科学预测混凝土的温度变化情况，借助先进的技术设备动态预测混凝土温度，并根据预测的结果对混凝土进行合理养护。其次，根据温度预测结果科学确定混凝土浇筑时间，尽量避免因温度变化过大而引起混凝土裂缝；最后，加强混凝土内外部温度的监测，需要记录好温度变化数据，防止裂缝的产生[3]。

2.3 加强荷载控制

在公路桥梁使用过程中，若荷载过大而不及时处理就会导致裂缝的产生，严重破坏公路桥梁结构，从而影响公路桥梁的强度和刚度。因此，在载荷设计时要从实际出发，保证混凝土荷载量满足实际需求，保证公路桥梁结构荷載值合理，确定施工中所需的钢筋种类和数量，保证混凝土的设计荷载大于实际荷载，有效规避混凝土裂缝的产生。

2.4 制定健全的道桥工程结构系统

要想从根本上提高道桥设计的可靠性与精确性，设计单位应该在道桥工程的设计中健全科学完善的道桥设计理论系统，逐步加大对道桥设计工作的动态监管力度，保证好道桥设计工作的有序展开，更要充分重视起道桥结构与工程原料的研发工作，设计人员应清楚道桥设计的重要作用，以此来降低非重要因素的不利影响。

3 结语

总之，路桥工程的施工质量直接关系的人们的生命财产安全，应引起相关部门的高度重视。相关道路桥梁施工设计部门、施工部门和监理部门等，要提高对路桥裂缝控制意识，掌握有效防止路桥工程裂缝的方法，结合路桥工程施工实际情况，采取有效措施有效控制，提高路桥施工中裂缝的高质量控制，提高路桥工程施工的工程质量和效益。