桥梁施工中裂缝问题的预防策略研究

2024-11-30 00:00:00吴治昊刘苏行
科技风 2024年31期

摘要:桥梁作为交通运输业的重要组成部分,施工质量不仅影响着人们日常出行安全,也决定着社会经济的发展。在桥梁工程施工过程中,裂缝问题的出现会严重干扰到桥梁工程的稳定性,给整个工程的经济效益和社会发展带来影响。因此,本文通过分析桥梁施工中裂缝的危害及其出现的原因,提出一些针对性的预防策略,希望能够更好地杜绝桥梁工程的施工问题,为其质量提供可靠保障。

关键词:桥梁施工;裂缝;问题;预防对策

在桥梁工程的施工以及使用的整个过程中,桥梁出现裂缝是一种非常常见的问题,该问题若没有得到及时处理,就会严重地危害桥梁整体结构的稳定性。随着时间的推移,外界的杂物和雨水也会慢慢渗透到桥梁裂缝当中,增加桥梁的故障,使其寿命受到威胁。而桥梁是连接道路、城市和各个地区之间的重要建筑结构,裂缝的出现会增加桥梁坍塌的概率,想要更好地减少这一现象的出现,尽可能地延长桥梁的使用寿命,为人们的出行提供更为安全的保障措施,就需要重视桥梁工程的施工,从根本上做好桥梁裂缝的预防准备工作。

一、桥梁施工中出现裂缝的危害

(一)干扰桥梁工程的稳定

一旦桥梁某个部位出现或大或小的裂缝,这些裂缝就会干扰到该部分结构的性能,使其与之前的稳定性相比逐渐下降。桥梁是架空在河流或者一些断裂峡谷之间的道路,其任何部位出现差错,都会给整体埋下隐患。各种车辆的行驶、碾压和外界天气的影响、雨水的侵蚀等,都会使得该部位的裂缝越来越大,或者出现变形、凹陷、坍塌甚至断裂的现象。再者,出现裂缝之后,桥梁结构部位的钢筋也会逐渐露出来(如图1),雨水和空气的长期接触会增加钢筋的腐蚀性,使钢筋的性能下降,更是给整个桥梁工程的质量带来了较大的危害[1]。

(二)给交通出行埋下隐患

桥梁作为交通的重要部分和结构,其质量性能更是会影响人们的出行。各种大小、重量不同的车辆经过桥梁,会在长期使用过程中对桥梁造成一定程度的碾压和磨损,若再有一些裂缝存在,更是会给交通出行埋下较大的隐患。而裂缝的产生会导致桥梁的结构强度和稳定性降低,这种不稳定的结构可能会导致桥体变形、下沉等现象,从而增加交通事故的发生风险。此外,由于裂缝会导致桥梁

图1某桥梁部位出现裂缝

的损坏和老化加速,因此需要增加维护和修缮的频率和成本,这些额外的维护工作不仅增加了交通管理的难度,也可能导致交通拥堵和延误。

(三)影响桥梁的使用寿命

桥梁工程的建设耗费的人力、物力、财力以及时间都比较多,这些巨大的建造成本投入,必然是为了保障所建设的桥梁能够为人们和社会提供足够的便利。而桥梁施工中若出现不同程度的裂缝,就需要相关人员对桥梁裂缝部位进行维护和修补,即便如此,桥梁整体结构的稳定性依然会受到影响。如果不做好预防裂缝的措施,就必然会缩短桥梁的使用寿命,这样一来,也会给桥梁工程的建造与维修管理增加不必要的成本[2]。

(四)阻碍社会经济的发展

众所周知,桥梁是连接不同地区和城市的重要基础设施之一,对于区域经济发展具有重要的作用。如果桥梁施工出现裂缝,可能会导致桥梁的通行能力下降或者关闭,从而影响周边地区的产业发展和经济交流。这将会降低相关地区的发展潜力,影响经济的长期增长。再者,在对裂缝进行修复期间,会限制车辆通行或者进行交通管制,这样就会出现一定程度的交通拥堵和延误,给物流、运输等行业的正常运转带来影响,进一步增加其交通成本和时间成本。更重要的是,一些桥梁是当地的标志性建筑物,裂缝的出现会影响桥梁的美观度,给外地人带来不好的印象,也会在一定程度上降低该座城市的影响力。

二、桥梁施工中造成裂缝问题的主要原因分析

(一)施工设计不合理

在展开对桥梁工程的施工建设时,最开始的环节便是整个桥梁结构的设计和合理的规划。因为不同的桥梁建设,需要考虑到周围的地理位置和环境变化,以及周围的其他建筑设施,还有该桥梁的使用程度等。更重要的是,要对桥梁的承重能力进行一个预估分析,才能为其结构设计提供准确的依据。但是,如果在设计桥梁结构和一些施工环节时,没有做好更为全面的调查准备工作,考虑到的因素不够充分,那么,设计出的桥梁结构和施工方案,就无法更平均地去分散桥梁会承受的重量,这样一来,也就会加大桥梁裂缝出现的概率[3]。

(二)荷载力超过限度

一般来讲,桥梁某个部位出现不同的裂缝,主要原因还是该部位所能够承受的荷载力超过了一定的限度,这不仅会影响桥梁的美观度,更重要的是会影响桥梁的承载能力和使用寿命,严重时可能会对桥梁的安全性产生威胁。而这些裂缝的产生,可能是由于在正常施工环节使用的施工机具、材料等重物的堆放不规范,或者是在施工过程中,没有按照设计图纸进行操作,随意改变结构受力模式,或者是施工结束后没有进行正确的使用和维护等。当桥梁承受的荷载超过其承受能力时,桥梁的结构部位就会产生变形和应力,而且根据不同的受力情况和结构形式,会产生不同形状和大小的裂缝。

(三)施工材料不达标

任何工程项目的建造质量,都与其使用材料的性能有着十分密切的关联,对于桥梁工程的建设来说也是如此。桥梁建设会用到大量的施工材料,比如混凝土、钢筋水泥,以及其他的砂石等。国家在某个地区建设桥梁,目的在于为人们的出行提供基本的需求,也是为了更好地保证地区之间的经济往来。那么,就要保证桥梁符合一定的标准,在建设施工过程中对于施工材料也要提出较高的要求。但是,如果某些人因为专业知识的局限,或者自身为了从中获取利益,而采用了强度不足,或者存在缺陷的施工材料,那么,这些材料即便是被用到了桥梁工程的建造过程中,也会因为杂质过多、材质不均等问题,使其材料性能下降,难以满足施工的质量要求,在外力作用下更容易发生变形、出现裂缝。例如,钢筋的强度不足就会导致其支撑能力下降,引起桥梁结构裂缝的产生。如果水泥中含有的杂质较多,就会影响混凝土的强度和稳定性,加大其出现裂缝的概率。对于钢筋来讲,其直径的大小、长度以及硬度等,也是影响裂缝出现的一大因素。

(四)温度把控不严格

前文提到过,桥梁施工建设用到最多的材料为钢筋混凝土,作为一种特殊的施工材料,混凝土的性能在施工浇筑环节会受到温度的影响,使其内部的结构发生一定的变化。比如,浇筑混凝土等作业过程中,水泥的水化反应会产生大量的热量,而这些热量会导致混凝土内部的温度升高,从而使其出现温度应力和变形的现象。对此,若是没有及时进行散热,或者散热不够均匀,那么,混凝土内部的温度应力和变形就会加速产生。而且,桥梁所采用的混凝土结构面积比较大,也很厚,这样就会使热度传递的时间变慢,容易出现热量分布不均匀的情况。当其温度应力和变形超过结构的承受限度时,裂缝便会产生。它们可能会在混凝土结构的表面出现,也可能贯穿整个部位,从而会对其强度、刚度和稳定性造成干扰,严重时可能会影响到桥梁的安全使用。

(五)施工技术不专业

桥梁工程的施工需要专业人员和经验丰富的人员来完成,才能够为其施工效果提供可靠的保障。而且,很多桥梁结构的施工都要在特定环境下,需要专门的施工技术来完成,对于施工规范、施工步骤、技术标准等都有极为重要的要求。比如混凝土的浇筑,任何一个环节稍有疏忽就会影响混凝土的性能,使得后期桥梁某些部位出现裂缝。哪怕只是混凝土的养护环节,也要十分小心,养护过程中如果湿度和温度控制不当,就可能出现干缩裂缝或者温度裂缝。施工缝隙的处理也有着严谨的技术规范,如果没有对其进行充分的凿毛、清洗和润湿处理,就会使得新旧混凝土之间的黏结力不足,继而使其出现裂缝。此外,桥梁施工中模板的安装和拆除也十分重要。模板安装不牢固或者拆除过早,都会引起裂缝的出现。也正是如此,要做好桥梁裂缝问题的预防,对施工技术也必须严加管理。

三、加强对桥梁施工中出现裂缝问题进行预防的有效对策探讨

(一)严格把控设计环节

设计环节是桥梁施工的首要环节,设计是否科学、合理,将决定后期施工的效果和整个桥梁工程的稳定性。因此,必须严格地把控设计环节的质量,这样才能做好桥梁裂缝问题的预防工作。在施工设计阶段,要根据桥梁的使用要求和地质环境等因素,选择合理的结构形式和材料。对于跨度较大的桥梁,就要选择预应力混凝土结构,或者钢结构等强度高、自重轻的结构形式;而对于跨度小的桥梁,就要考虑钢筋混凝土结构等,耐久性好、维护方便的形式。对桥梁结构进行设计时,还应该充分考虑桥梁的使用环境及其受力特点,还要展开细致、专业的分析,确保结构设计合理、计算准确,特别是对于关键部位和薄弱环节,更要做加强设计。比如桥墩、桥台等这些桥梁的关键部位,尽量加强钢筋、增加配筋率等措施,提高这些部位的承载能力和抗裂性能。一般来说,桥梁出现裂缝大概率是在施工缝部位(如图2),那么在设计过程中就要选择更为合理的接缝方式和填充材料,保证接缝处不会出现裂缝。

图2某桥梁表面出现裂缝

(二)加大对荷载力控制

桥梁自身所能承受的荷载力,也要进行更为专业、详细的分析。先结合桥梁工程所在地的各种因素,比如环境、交通、行业经济、了解桥梁通行车辆的类型、频率以及重量等,结合这些来确cbscSV1V9+39IONqKcM9Fw==定桥梁所需承受的荷载力,并为后续的结构设计提供依据。同时,为保证荷载力计算的准确度,还要选择更合适的荷载力计算方法,由此便能够得出更准确的数据结果。在此基础上,对桥梁的截面尺寸、配筋布置等结构部位进行优化。要确保截面尺寸足够大,并且能够承受设计荷载力的作用,而且配筋布置也要合理,这样才能提高桥梁的抗裂性能和承载能力。此外,对于一些特殊位置,比如墩台和伸缩缝等部位,还要进行详细的设计和计算。因为这些部位在荷载作用下很容易出现应力集中和变形,因此便要采取增加配筋、优化构造等加强措施来保证其承载能力。

(三)确保施工材料达标

施工材料符合桥梁质量性能的需求标准,是提高桥梁工程施工效果稳定的关键因素。在施工环节,务必要保证各项材料设备达标。因此,便要做好如下准备:根据实际需求选择可靠的材料供应商,并制定施工材料的质量管理体系,对各个类型的材料质量进行检查。同时,也要考虑材料在不同温度和环境下的变化,根据桥梁工程所在地的情况选择性能最好的材料。此外,施工环节更要做好材料的使用和监管工作。

(四)使温度在合理范围

在进行混凝土的浇筑工作时,要做好温度的把控。可以将混凝土的浇筑分为若干层,每层浇筑后等待一段时间使其部分冷却再进行下一层的浇筑。这样能够有效地控制混凝土内部的水化热,避免由于一次性浇筑大量混凝土导致的温度集中升高。不过,要注意每一层之间的结合,不要出现冷缝。因为新浇筑的混凝土表面暴露在空气中会迅速失去水分,从而出现开裂现象。所以在混凝土浇筑完成后,还要定时对其表面进行洒水处理,使其湿润,特别是在高温和大风天气下,可以适当增加洒水的频率,这样一来,就能够补充混凝土表面的水分,降低其表面的温度,促进水泥水化。更值得一提的是,还应该在满足设计强度和其他性能要求的前提下,减少水泥的用量,增加矿物掺和料的比例,有效地减少混凝土的水化热现象。

(五)强化施工管理技术

为了更好地预防桥梁裂缝问题,要制订详细的施工计划,对施工进度、施工顺序、施工方法等进行合理安排,使施工过程有序、高效地进行。同时,还要对施工工艺流程进行严格执行,使施工操作更加规范、准确。对混凝土浇筑、养护等关键施工环节进行重点监控,并加大对施工技术人员的专业要求和能力培训,做好施工技术的管理工作,为桥梁工程的建设提供专业技术支持。

结语

裂缝问题是危及桥梁工程和交通出行、社会经济发展的关键所在,务必要做好桥梁施工的裂缝预防工作,从各个方面展开全面的预防准备。只有根据实际情况,制定更为科学、完善的裂缝预防措施,才可以从根本上避免桥梁出现裂缝问题,从而为人们的出行以及城市之间的经济往来,提供安全、稳定的基础设施保障。

参考文献:

[1]赵一飞.桥梁混凝土施工技术与裂缝预防措施[J].黑龙江交通科技,2023,46(09):120122.

[2]曹洪梅.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因以及应对措施探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2023(20):148150.

[3]孙喆.桥梁施工中裂缝问题的预防策略探讨[J].四川建材,2023,49(07):146148.

作者简介:吴治昊(1987—),男,汉族,河南平顶山人,本科,工程师,研究方向:市政桥梁。