市政道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因分析

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  摘要:随着经济的快速发展,城市之间货物流通变得日益频繁,现有的道路交通设施承载能力渐显不支。而制约道路交通承载能力的关键在于桥梁等交通枢纽的承载能力,如何更好的规划市政道路桥梁设计才能有效的解决,物流需求与交通设施之间的矛盾成为现阶段市政交通建设关注的重点。本文主要对市政道路桥梁设计问题与施工中裂缝成因相关问题进行了分析。
  关键词:市政道路桥梁;设计;施工
  中图分类号:U448文献标识码: A
  引言
  道路桥梁建设工程施工是一项非常复杂的工作,涉及的领域非常多,如建筑专业、管理专业、技术专业等,在进行施工的时候,一定要重视每一个施工环节的开展,合理利用施工现场的相关条件与资源,保证工程施工的有序进行,同时一定要深入分析裂缝产生的原因,这样才可以针对具体情况,采取相应措施予以防治,保证工程施工质量达到使用标准。
  一、我国桥梁设计问题的解决策略
  我国的桥梁设计在取得成就的基础上也存在着一些问题,这些问题制约了桥梁设计向更远更高方向的发展,因此只有找出解决措施,才能够保证桥梁设计实现突破,下面就针对上述问题提出几点解决措施。
  1、完善桥梁设计理论体系及结构构造体系
  桥梁的设计要有完善的理论体系和结构构造体系,这样在设计的过程中才能够更加注意对结构体系、结构材料以及结构构造方面的研究,保证桥梁的设计在各方面都能够准确安全,防止桥梁受力不均等因素对桥梁寿命的影响。健全完善的结构体系,首先设计人员必须明确在桥梁设计中需要注意的各种因素,且不能忽视细节,在设计中按照完善的结构体系操作,同时还需要加大监督力度,避免受力不均等现象的发生。
  2、重视桥梁耐久性的设计因素
  桥梁设计的目的是为了保证车辆安全的运行,桥梁投入使用后,会受到车辆、超载等人为因素以及地震、大风等自然因素的影响,加之桥梁本身的老化,桥梁会随着时间的延长出现劣化,影响使用,因此说在桥梁设计中要十分重视桥梁耐久性的设计。上文已经指出,我国桥梁设计中对于耐久性因素的考虑,只是偏重于结构上的计算研究,对于总体构造和细节把握缺乏研究,因此说,在今后的设计中,一定要合理把握结构计算以及总体构造和细节研究的比例,做到重点突出,转变传统的分析观念,创新桥梁设计思路,保证桥梁的安全运营。
  3、确保桥面设计与梁体设计寿命相一致
  在桥梁体设计中,是根据极限状态进行设计的,而对于桥面的设计,其中夹杂着诸多复杂的因素,导致了桥面和桥梁体的使用寿命存在不一致的现象,国内诸多大桥频繁的更换桥面铺装正是一个鲜活的写照,为了保证桥梁的正常使用,在今后的设计中,要充分考虑到桥面与桥体的不同之处,考虑到桥面不同时期的受力状态和受力位置,在设计中采取措施降低桥面的磨损,力求综合考虑多方面因素,保证二者的使用寿命大体一致。
  二、导致道路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因
  1、劣质混凝土原材料引起的混凝土裂缝
  如果组成混凝土的原材料质量不达标,将会引起施工中混凝土裂缝的产生。由于组成混凝土骨料的质量不合格,将会影响到混凝土的强度,从而导致混凝土搅拌时的需水量随之增加或减少,进而影响混凝土的收缩,最终导致混凝土出现裂缝。
  2、荷载引起的混凝土裂缝
  荷载引起的混凝土裂缝,即混凝土桥梁在常规的静、动荷载及次应力下所产生的裂缝。主要有:第一,对于直接应力裂缝的产生是由于桥梁的设计阶段存在着漏预算或不完全预算的现象,从而导致荷载预算不足,又加上在施工中机械和材料的堆积,最终导致由于荷载超标而引起混凝土裂缝的产生;第二,对于次应力裂缝的产生是由于施工设计阶段预算不周、不全面,从而忽略或多算了在施工过程中开洞、凿槽等会引起荷载变化的因素,进而导致混凝土裂缝的产生。
  3、温度变化引起的混凝土裂缝
  由混凝土的组成成分不难看出,混凝土具有热胀冷缩的特征。在施工中,无论是内部的还是外部的环境变化,都会引起混凝土发生形态上的变化,而一旦混凝土体积变形发生异常,那么结构上所产生的应力将对混凝土的强度产生影响,从而导致由温度变化所引发裂缝的产生。而道路桥梁施工中的温度变化是由多种原因引起的,例如天氣的突然变化、四季的温差以及日照都会引起温度的变化,从而引起施工中混凝土裂缝的出现。
  4、收缩冻胀引起的混凝土裂缝
  收缩和冻胀是造成混凝土裂缝的最为常见的一种因素,其中收缩引起的裂缝主要是由于混凝土的体积发生了较大的变形。由于施工中混凝土表面的水分蒸发吸收很快,而混凝土内部的水分相对来说损失比较小,因此混凝土表面的变形不能与混凝土内部的变形同步,所以当表面混凝土的拉力超过其荷载时,就会产生裂缝。而冻胀引起的裂缝主要是发生在气温低于零摄氏度的时候,此时混凝土会呈现结冰状态导致混凝土体积膨胀,最终导致混凝土裂缝的出现。
  三、解决道路桥梁施工中裂缝的措施
  1、对施工材料进行控制
  施工材料的好坏决定着施工的质量,所以我们要对施工材料进行控制,并在混凝土路面施工时,调兑好各种原料的比例,防治裂缝的产生,对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂,通过试验渗入粉煤灰,渗量15~50以防止裂缝的产生。
  2、温度控制
  为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度应力的措施有以下几种:(1)拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(2)夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(3)严格控制混凝土的入模温度。
  3、混凝土裂缝的处理方法
  在实际施工中,可以在混凝土表面涂上一层树脂保护膜,这样能够起到一定的保护作用。进行混凝土表面施工时,要先清理混凝土表面杂质、灰尘,再用清水冲洗,确保其表面干燥,然后在混凝土表层涂抹树脂,这样能够避免雨水渗透到混凝土内部,减少混凝土裂缝和渗漏现象的发生。由于桥梁使用过程中所受的承载力较大,受多方面因素的影响会产生不同大小的裂缝,在裂缝没有及时处理时,会影响混凝土耐久性和结构强度。对此,可以采用局部补强、预应力锚固等方法来修补。灌浆法也可以起到修补裂缝的良好效果,待裂缝处理完毕后,需要进行检查和验收,确保修补质量达到实际标准要求。
  4、对于裂缝的修补方法
  (1)内部灌浆法修补道路桥梁裂缝是一种比较普遍的方法,大小裂缝都能够采用该种方法进行补救,并且采用该种方法进行修补后的效果比较明显。在内部灌浆进行修补控制时,为了能够加强修补的效果,还可以边修补,边结合灌浆、嵌缝以及修堵。一旦桥面出现裂缝,那么可以首先进行注浆,在裂缝填补后采用涂抹的方式将裂缝口封闭。
  (2)由于荷载导致道路桥梁出现裂缝时,如果不对其进行处理将会降低道路桥梁的耐久性,并且在外界因素的影响下,还会影响道路桥梁的整体强度。针对该种情况,首先需要对其结构进行加固,加固的方法有锚固补充法&预应力法,可以采用压水或是压气的方式测试处理效果,从而保证道路桥梁修补后的效果。
  结束语
  在道路桥梁工程施工的过程中,混凝土作为一种重要的、必不可少的施工材料,因而,我们一定要控制好混凝土的裂缝问题,对于道路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因,采取合理、有效的解决应对措施来预防混凝土裂缝的出现,只有这样,才能保证道路桥梁工程的施工质量。
  参考文献
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