摘要:目前交通运输业环境来看,随着交通流量及载荷的不断增加,需加强公路桥梁在养护管理方面的力度,进而提升公路桥梁的稳定性及质量。因此,需对现代化公路桥梁养护管理措施予以优化,提升其整体管理水平及核心技术水平。以下将重点分析公路桥梁常见病害,并提出应对措施。此外,还要从修补老化损坏的公路桥梁、消除施工环境不良影响、利用高精尖施工工艺及完善公路桥梁排水设计方案等方面出发,有针对性地综合考虑工程的实际情况,尽可能地减少裂缝的出现。
关键词:公路桥梁;施工裂缝;成因防治
引言
我国公路里程的不断增加,桥梁数量也越来越多。目前,我国大部分桥梁为钢筋混凝土桥梁,随着时间的推移,再加上车辆超载问题严重,部分桥梁出现了一些病害,其中,混凝土裂缝问题最为常见。裂缝严重影响到整个工程的质量,降低桥梁结构强度和整体的稳定性。为此,采取科学有效的措施来减少或消除公路桥梁工程裂缝具有重要意义。
1.公路桥梁工程施工裂缝的类型
公路桥梁施工中,由于一些施工人员质量控制意识不强,忽视每道工序质量管理,再加上原材料质量控制不合格与自然环境的影响,都可能导致裂缝产生,常见裂缝类型和成因如下。
1.1荷载裂缝
公路桥梁通车运行后会承受来自车辆行驶带来的荷载。随着通车数量不断增多,再加上超载或重载车辆数量增加,甚至超过结构的荷载承受能力,可能会令公路桥梁表面出现裂缝。
1.2温度裂缝
公路桥梁施工需要运用大量混凝土,而混凝土具有热胀冷缩性质,当温度出现上升、下降或者显著变化时,公路桥梁结构会出现温度裂缝。结构变形过程中,会在混凝土表面产生较大应力,当这种应力超过结构承受能力时就会出现裂缝。
1.3收缩裂缝
混凝土凝固后,其表层的水分会被蒸发掉,在此过程中混凝土体积缩小既为干缩现象。由于混凝土内部与外部温度不一致,水分被蒸发的速度也不同,其内部被蒸发速度远低于外部,导致内外部出现较大差异[1]。如果这种差异超过结构承载力时便会出现收缩裂缝。
1.4地基变形裂缝
地基结构不稳固,压实度不合格,再加上自然环境和车辆荷载影响,导致地基变形现象发生,从而出现变形裂缝。
1.5钢筋锈蚀裂缝
钢筋质量不合格,钢筋外部保护层被侵蚀,表面结构碳化,出现锈蚀现象等原因,都会引起裂缝现象发生。
2.公路桥梁施工裂缝成因分析
2.1原材料
混凝土作为公路桥梁建设的主要原材料,主要由水泥、沙子、骨料以及一些其他材料按照一定的比例拌和而成。在实践中,如果材料配合比、骨料质量、含水量等不符合要求,混凝土的质量都会受到影响。超载车辆的碾压会破坏路面,直接导致沥青结合料向路面两旁堆积,长此以往会出现压缩裂缝、网状小裂缝、表面坑洼隆起等病害。另外,在自然降水和除尘洒水的过程中往往出现残留水,也会逐渐改变沥青结合料的强度,从而造成路面裂缝的出现。
2.2荷载
荷载裂缝是指结构在荷载作用下产生的裂缝,主要包括直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指由外荷载直接引起的应力所导致的裂缝,这主要由于设计阶段计算不合理或施工阶段不按规范操作,导致施工质量不达标,使用阶段的实际荷载超出预计荷载等原因造成。次应力裂缝指由次应力导致的混凝土开裂,主要是在试用阶段结构因发生与设计状态不同的变化而产生的次应力所致,比如结构中由于一些不可避免的开洞、凿槽等操作产生次应力等,导致混凝土开裂。此外,荷载过大会导致混凝土底部脱空、结合料散失、路面基层的沥青渗水以及路面裂缝等问题,从而使公路桥梁路面不够平整,影响车辆的正常通行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这也是沥青混凝土的明显缺点,不过现实中许多施工项目仍以它为主要工程原料,使得车辆荷载对公路路面和桥梁影响较大,甚至引发裂缝。
2.3温度变化
在公路桥梁建设中,温度变化会使混凝土受到一定程度的影响,并在形态上发生变化,甚至出现裂缝。如果混凝土面积较大,在结构上产生的应力会直接对混凝土强度产生影响。在公路桥梁建设中,有许多因素会导致温度发生变化,例如昼夜更替、天气变化、季节交替,这些都可能导致混凝土出现裂缝。
2.4地基沉陷
由于地质勘查不够精确、试验资料不准确,地基地质差异较大,结构整体荷载差异较大,结构类型差异较大,建筑过程中分期建造,地基冻胀,基础位于滑坡体、岩洞或活动断层不良地质等原因,都有可能造成地基沉陷,而地基沉陷会对超静定结构造成应力,同时地基不均匀沉降也会造成结构应力,从而引起结构构件开裂,导致裂缝的产生。
3.公路桥梁施工中裂缝防治对策研究
3.1规范施工程序
在公路工程施工过程中,施工单位要科学规范施工程度,提升施工技术,合理控制施工现场,配备专业人员施工,实现管理规范化。同时,在浇筑过程中如果出现错错位、变形等现象,要立即采取有效措施进行解决,降低裂缝产生的概率。
3.2控制混凝土温度变化
混凝土温度的变化是导致裂缝产生的重要原因,因此要合理控制混凝土温度。首先,采用冷水降温方式,将混凝土搅拌中使用的碎石冷却,从而将混凝土浇筑温度降低,避免由于热胀冷缩而导致结构裂缝的产生,有效控制混凝土施工温度。其次,高温天气施工时采用冷水降温方式,将混凝土浇筑层面厚度减少,合理控制混凝土整体温度,缩小混凝土温度和外界温度间的差距。后,应用混凝土施工技术时,将冷却后的混凝土水管埋设好,这样在施工中便可以实现快速连贯的冷水降温,在短时间内达到降温效果,避免产生裂缝。
3.3分配桥梁荷载
在公路工程设计阶段,设计方案中桥梁结构布局的科学与否,会直接影响到公路裂缝的产生。因此,设计人员在公路施工前,要结合公路设计原理和施工现场情况,科学设计桥梁的布局与荷载。首先,科学规划钢筋混凝土布局,并要在桥梁负荷内考虑到开孔所造成的荷载损失,在确保桥梁荷载的情况下,科学设计公路整体的布局,合理分配荷载。其次,在公路施工中,要科学设计施工设备的摆放位置,避免重量大的工程设备对混凝土结构产生影响,从而导致裂缝问题的产生。
3.4保证钢筋质量
在公路钢筋防腐工作中,要采用科学的施工方案,进而确保各施工操作环节符合质量要求,从根源上杜绝产生公路钢筋腐蚀现象。按照级别严格筛选防腐材料,充分发挥出施工材料的性能,解决施工成本,同时要积极引进科学处理技术,降低材料腐蚀破坏程度。同时,可以引进化学防护方法,这样钢筋自身会携带一定数量的电子,避免产生锈蚀的问题。
3.5做好混凝土早期防护
在公路桥梁施工中混凝土作为基础的原料,混凝土原料的质量会直接影响到公路桥梁裂缝和质量。因此,在道桥施工中,要全面控制混凝土原料质量。首先,合理把控混凝土材料环节,应由专业人员进行选取和购买,并提供混凝土材料质量证明,在路桥施工前认真审核混凝土原料质量。其次,混凝土使用中要科学操作,合理控制混凝土材料的配比、塌落度,结合路桥工程项目实际情况控制混凝土材料配比,不能只凭以往施工经验和参照标准进行施工。
结语
综上所述,本文围绕公路桥梁病害的主要表现及其成因,提出公路桥梁的养护管理对策,规范施工程序,控制混凝土温度变化,分配桥梁荷载,保证钢筋质量,做好混凝土早期防护措施,提升公路桥梁的养护管理力度。对于出现的裂缝也要及时采取修复措施。从而确保公路桥梁结构外形美观,提高结构承载力,延长公路桥梁工程使用寿命,使其更好满足车辆通行需要。
参考文献:
[1]尹向华.公路桥梁的养护质量管理策略[J].交通世界,2017(9):144-145.
[2]刘汉玉.高速公路桥梁易忽视病害及处理方法研究[J].交通世界,2018(15):94-95.
论文作者:王公学,王俊达,周福民
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6