公路桥梁设计与施工中裂缝成因及预防分析

金建鹏

（甘肃中顺工程设计咨询有限责任公司，甘肃兰州 730030）

0 引言

公路桥梁在施工过程中存在混凝土裂缝等质量问题，是长久以来最难处理的病害。公路桥梁工程主要为混凝土结构，无论是表面裂缝还是深层裂缝，都会对整体质量产生影响，须提前采取预防措施，降低混凝土裂缝的发生概率。在施工过程中可以进行全面分析，找到混凝土裂缝的诱发原因，制定针对性的防治措施，攻克公路桥梁建设难题。因混凝土裂缝病害复杂，在防治方面需采用多样化手段，如原材料控制、技术管理、养护措施等，每个环节都应加强质量把控，从而对混凝土裂缝进行有效预防。

1 相关概述

1.1 公路桥梁裂缝的类型

公路桥梁施工具有一定的复杂性，主要与不同地区的自然环境、土壤条件、昼夜温差以及工艺流程和施工技术选择有很大的关系，因此，导致公路桥梁在施工过程中所出现的裂缝种类较多。从当前公路桥梁检测施工现状来看，裂缝主要包括为横向、纵向、块状以及不规则裂缝，不同类型裂缝产生的原因多种多样，需要结合工艺流程、施工质量、运行状态、维护保养等各个方面开展系统化管理，才能有效分析裂缝产生的原因，从而采取有针对性的措施，更好地解决裂缝。经过长期总结分析，出现裂缝问题的主要因素包括：第一，公路桥梁在结构设计上存在一定的缺陷，不同区域的自然环境有所差别，同时公路桥梁的功能规格也有所不同，需要结合实际需求，设计型号、规格、功能相匹配的工艺流程，由于其缺乏前期的调研，对各种的数据的勘测不够准确，从而导致对整体结构的设计不符合实际应用需求。第二，在施工过程中，在施工材料的选择及工作人员的专业技能因素方面，公路桥梁对建筑施工材料的质量要求较高，若各种建筑材料的性能规格、质量不能更好地满足实际需求，会严重影响公路桥梁的建设质量。同时，不同材料的使用方法也有所差别，只有严格按照使用说明规范操作，才能有效提高工程建设质量。此外，开展公路桥梁建设所需的工作人员数量较多，由于缺乏系统管理，从而导致工作人员的安全意识、质量意识不够，专业技能水平不高，严重影响公路桥梁的施工质量。第三，公路桥梁的使用状况和维护保养管理，当前，公路桥梁由于长期处于高负荷运转状态，缺乏及时的维护保养，从而导致路面损坏严重，情况严重时还会导致路基开裂及各种裂缝问题的发生。为了更好地解决公路桥梁裂缝问题，应加强管理，通过制定科学完善的管理机制，为各项工作顺利开展提供制度依据。同时，应加强施工材料管理和人才队伍建设，从而保障公路桥梁的建设质量，进一步减少裂缝问题的发生[1]。

1.2 公路桥梁施工裂缝的危害

公路桥梁工程的建设质量对国家经济发展、公众的安全出行有着至关重要的作用。同时，公路桥梁工程开展具有一定的复杂性，对管理水平和施工技术要求较高，任何一方面的问题都有可能严重影响施工效率和工程质量。因此，在工程项目管理过程中，应不断加强制度建设、提高管理水平，做好现代化施工技术的应用，强化质量监督检查所发挥的积极作用，进一步保障公路桥梁施工过程的安全、稳定、可靠。从当前我国的公路桥梁施工现状发展来看，仍然存在很多方面的问题，需不断优化管理机制，提升工程管理水平，特别是在裂缝问题的处理上，更加考验工程项目的管理水平和施工技能。裂缝问题的出现受多种因素的影响，例如施工过程中材料的选择，钢筋、混凝土是工程项目开展过程中用量最多的材料，同时也直接决定了工程建设质量，如果选择的材料质量不合格或达不到实际生产需求，很有可能导致安全事故的发生，钢筋断裂、腐蚀等等都会导致裂缝问题的发生，从而对路面路基的强度和使用性能产生一定的影响。此外，受外界恶劣环境因素的影响，在很大程度上会影响路面的牢固稳定，如积水问题、雨水渗漏问题，严重破坏桥梁的主体结构，影响主体结构的安全牢固。若各种裂缝问题得不到及时处理就会导致裂缝的长度越来越长、深度越来越深，很容易引发各种安全事故的发生，严重威胁广大公众的生命财产安全，并带来消极的社会影响[2]。

2 公路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

2.1 分段施工导致裂缝

公路桥梁建设具有跨度大、路程长的特点，为了进一步提高施工效率、加快工程进度，在施工过程中常常采用分段施工的方法。由于不同的路段之间难以形成统一的整体结构，再加上不同路段的施工质量和工艺流程存在差异，导致路段之间的承载力、预应力也有所不同，在长期的高负荷运转下以及极端的气候影响下，都会导致连接区域出现严重的形变，产生裂缝[3]。

2.2 自然温度的变化导致裂缝的产生

自然条件下的气候变化，也会导致裂缝问题的发生，主要表现为具有一定的季节性特点。由于昼夜温差大、气候骤变等条件，建筑材料易受到热胀冷缩的作用而出现裂缝问题，例如夏季的高温会导致公路桥梁路面温度骤然升高，而内部温度仍然较低，内外之间巨大的温度差导致热胀冷缩现象，更容易引发裂缝问题。这种裂缝问题相对于工程建筑自身质量问题影响较小，一般不会造成严重的危害，需要在使用过程中定期开展维护保养，从而减少该类裂缝问题的发生。

2.3 施工技术落后

随着科学技术的不断提高，各种先进的施工工艺、机械设备的应用更新换代速度较快。进一步加强现代化生产工艺的应用，不断提高机械设备的使用性能，可以更好地推动公路桥梁的建设质量。深度应用现代化生产工艺、机械设备的更新需要企业投入大量的资金，给企业带来一定的资金压力。大多数企业的各种生产工艺、施工技术、机械设备较为落后，不足以支持现代化的公路桥梁施工。从机械设备管理来说，机械设备的应用能够大大提高施工效率和工程质量，由于机械设备在运行过程中长期处于高负荷运转状态，会出现严重的损耗或质量问题，需不断地进行维护保养，更新机械设备，才能更好推动工程的顺利进行。从施工技术来说，工作人员的专业技术水平直接影响施工质量，当前管理过程中对人才队伍建设力度不足，未开展系统的技术培训，从而导致工作人员技术较为落后，不能更好应对当前施工过程中所面临的各种问题。基于上述几个方面的原因，使得施工过程中的质量问题频繁发生，最终导致公路桥梁各种裂缝问题的出现。

2.4 荷载作用

我国当前的公路桥梁长期处于高负荷运转状态，承载重、工作时间长，随着使用时间的延长，会导致不同程度裂缝的出现，需在建设过程中，进一步加强质量建设，增强公路桥梁路面的承载力。同时，在管理过程中应限制超重车辆的通行，从而对公路桥梁起到一定的保护作用。

2.5 没有合理安置施工配套设施

公路桥梁作为道路交通运输的主体结构，在使用过程中还需要其他配套设施辅助公路桥梁更好地运转。从当前的实际施工现场来看，由于各项施工配套设施安置不到位，从而导致裂缝问题频繁发生，例如各种支持结构、受力设施、锚垫板等，这些配套设施能够显著提高路面的牢固和稳定，如果位置安置不合理，就会导致路面在使用过程中出现严重的受力不均匀，从而引起裂缝问题的出现。

2.6 钢筋破坏、锈蚀

钢筋作为公路桥梁建设的主要支撑结构，对全面提升公路桥梁主体结构的稳定性有着至关重要的作用。由于钢筋自身的防腐蚀性能较差，一旦某些部位暴露在空气中，会出现严重的腐蚀现象，从而影响公路桥梁主体结构的稳定。公路桥梁在运输过程中，长期受到雨水侵蚀、风吹日晒，以及自身的密闭性较差的影响，很容易导致钢筋腐蚀问题的发生，如果得不到及时处理，腐蚀面积越大、程度越深，会导致各种裂缝问题的出现，甚至会由于钢筋出现断裂而降低路面的承重能力，从而对道路桥梁的运行安全带来一定的影响。

3 公路桥梁设计与施工中裂缝成因预防分析

3.1 完善基础勘察，加强设计审核

各项工作的开展，首先要以准确的数据作为支持，这是确保工程项目顺利进行的必要条件。因此，在开展工作时，应对施工现场的各种环境进行准确勘测，确保数据的真实、准确、有效，从而保证施工方案设计的合理性和可操作性。同时，需要对施工方案进行严格审核，只有满足各项施工条件时，才能用于施工生产，有效减少由于设计不足而引发的质量问题，从而减少各种裂缝问题的发生[4]。

3.2 严格控制混凝土施工材料质量

当前，市场上各种型号的混凝土数量众多，不同的混凝土使用范围、性能也有所差别。在选择混凝土施工时，应结合工程项目的实际需求，严格控制水泥、砂石等比例，从而保证混凝土自身的性能能够达到安全施工要求。在有条件的情况下，可充分开展预试验，从而全面评价混凝土的各种性能指标，通过不断调整优化配比方案，达到最佳的使用效果。

3.3 提升施工管理人员综合素质，完善施工现场监管体系

施工现场的管理水平和工作人员的专业技能直接影响着工程质量。从施工现场管理来说，应进一步加强监督管理体系，采取精细化管理措施，及时发现施工过程中存在的质量问题，开展有效监督，有效制止各种违规操作现象的发生，有助于加强施工现场的管理水平。从工作人员的专业技能来说，公路桥梁建设对工作人员的专业技能有较高的要求，需做好工作人员的系统化培训，不断提高专业技能和综合素质，从而为更好开展各项工作奠定良好的基础[5]。

3.4 做好保湿与保温

由于热胀冷缩、环境干燥而引发的裂缝问题，可以采取及时有效的保温与保湿措施，减少该类裂缝问题的出现。做好保温措施，可以有效避免不同区域出现温差过大的现象，保持公路桥梁内部温度的稳定，在很大程度上减少由于热胀冷缩而引发的裂缝。做好保湿措施，冬季气候干燥，公路桥梁内部水分蒸发，可以通过保湿措施保持公路桥梁内部的含水量处于正常状态，从而减少裂缝问题的发生。

3.5 加强荷载控制

当前，我国的公路桥梁在使用过程中长期处于高负荷运转状态，会引发裂缝问题的发生，严重时会影响到公路桥梁的主体结构。因此，在荷载设计时，需结合公路桥梁的使用功能和交通运输情况，保证荷载设计量与实际需求相协调；加强公路桥梁使用管理，减少超重型车辆通行，减少由于负载过重而引发裂缝问题的发生。

3.6 保证桥面与桥梁达到相同使用年限

公路桥梁不同部位的受力情况存在显著差异，这也是导致桥面、桥梁使用年限存在巨大差别的重要原因。为了进一步保证桥面桥梁具有相同的使用年限，需要在设计过程中，结合不同部位的受力分析，采取有针对性的解决措施，共同提高桥面结构的安全性、稳定性和牢固性。只有各部位的使用年限达到高度的统一，才能有效避免后期维护保养所产生的成本，对提高交通运输效率也有积极影响。

3.7 公路桥梁模板支架质量控制

由于公路桥梁不同的模板支架所发挥的作用不同，在实际施工过程中，分为安装与拆除不同的部分，无论哪个环节出现质量问题，都会严重影响公路桥梁的建设质量。因此，在施工过程中必须提高对模板支架的质量控制，结合施工现场的安全管理需求，不断提高模板支架安装的可靠性、稳定性和牢固性，从而为确保各项工作的安全实施提供更加可靠的质量保证。在拆除过程中，还需结合外界环境采取一定的安全防护措施，有效避免由于模板拆除而引发的表面裂缝问题[6]。

3.8 优化公路桥梁施工操作流程

工艺流程的设计对进一步提高施工效率，加强工程质量建设具有重要的影响。在设计过程中，充分依照现场各种参数指标和工程建设需求，不断提高各个部门之间的密切合作，施工环节之间的紧密连接，既可以缩短工程周期，又可以进一步提高工程质量建设，在减少生产成本的同时，有效减少各种质量安全问题的发生。

4 结语

分析混凝土裂缝为公路桥梁带来的危害，从常见因素如温度、收缩、荷载与新时期结构设计、新型材料等角度进行了公路桥梁混凝土产生裂缝的原因分析，结合当前路桥工程从混凝土施工温度控制、混凝土材料及制备质量、养护等几个层面提出了控制混凝土裂缝发生概率的措施建议，通过实际应用和总结发现，效果较为理想。