桥梁施工技术及裂缝成因研究

2017-05-05寇笔锋

中国高新技术企业 2017年5期

寇笔锋

摘要：桥梁是我国交通道路体系当中的至关重要一环，它不但方便了人们的出行，更促进了商品运输业的发展，可谓直接影响着国家的民生和经济发展。近十几年来，随着我国国民经济的迅速发展，交通道路建设也取得了很大进步。文章针对桥梁施工技术及裂缝成因等相关问题进行了研究。

关键词：桥梁施工；施工技术；裂缝成因；交通道路体系；商品运输业文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2017）05-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.072

如今随着商品经济的发展，桥梁的作用越来越凸现出来。因为桥梁是交通运输系统中的重要一环，是商品货运的必经之地。当前在我国经济发展的影响下，人们对桥梁施工越来越重视，但受客观条件的影响，施工当中的一些问题仍然存在，尤其是裂缝问题是影响桥梁工程质量的一项重要问题。以下笔者就结合我国桥梁施工现状来谈谈相关施工技术，并对裂缝成因进行了分析，提出相关解决措施，仅作抛砖引玉之用。

1 桥梁施工技术的要点分析

1.1 桩基础施工技术

在桥梁施工当中，常用的两种桩基础施工技术是人工挖孔灌注桩施工技术和钻孔灌注桩施工技术。在实际施工当中，应当根据具体的施工要求来选择合适的方法，从而合理安排施工，保证施工工作的顺利进行及施工质量。其中，钻孔灌注桩施工技术中会应用到多种钻孔方法，钻孔后，再于井孔中吊入钢筋笼或者骨架，最后再用混凝土进行浇筑。与人工挖孔灌注桩施工技术相比，钻孔灌注桩施工技术的施工效率更快、失误更小，不会受人为因素的影响而出现钻孔不达标的情况，因此在实际施工中的使用率更高。

1.1.1 埋设护筒。埋设护筒的优势在于可施工定位及保护孔口，并且还能够在一定程度上对建筑物起到防护作用，从而减少了施工塌方等情况的发生。不过，在实际施工中，应当要注意三点：（1）要注意护筒埋设的深度，一般内径要在钻头直径1米以上，且顶端要有1～2个开口，目的是为了方便内部泥浆排出；（2）要注意其稳定性，若施工地1.5米以下为黏土层，则应通过适当加深埋设深度来提高其稳定性；（3）要注意其定位的准确性。

1.1.2 冲击成孔。在冲击成孔施工中，需要注入一定的水和黏土，这样做的目的是为了保证黏土造浆护壁的有效性能，并且确保成孔效果。当出现斜孔或者桩位发生偏移时，应及时对冲击钻的位置进行调整，从而避免出现更大的偏差。另外，为了避免出现冲击范围不可控的现象，可以先在小范围内进行试验，而后再根据实际需求加入黏土泥浆护壁。

1.2 墩台施工技术

在墩台施工过程中，需要注意以下三点事项：（1）要根据桥梁施工的具体需求而科学地制定施工方案，选择合理的设定模板支架结构；（2）要在实际施工当中严格控制好墩身的线形，为了保证墩柱衔接的密实度可以在接缝处添加橡胶或者海绵；（3）要对模板顶面的标高尺寸、中心尺寸以及平面尺寸等进行准确测量。在水泥浇筑的施工当中，应当密切关注并仔细记录墩台的实际位移情况，并有效控制墩身的斜度和竖直度，从而尽量减少误差，预防涨模。一般情况下，分层浇筑振捣的厚度要保持在30厘米左右，每次振捣深度则约为5厘米，过深则会影响到实际振捣效果。在进行水泥浇筑时，应当要连续作业以及控制好浇筑时间范围，从而避免出现水泥离析现象。另外，在对支座垫石进行施工时，应当要对钢模一一进行放样试验以及浇筑完成后要认真进行复查，确保顶部平整。

1.3 钢筋焊接施工技术

作为桥梁施工中最重要的材料之一，钢筋的焊接施工质量关系着整个桥梁工程的质量。桥梁的结构体大多是由钢筋与混凝土混合浇筑形成的，二者共同承载着外部压力，维持着桥梁的稳定。在钢筋焊接施工之前，应当先根据钢筋材料的具体焊接参数而合理选择焊接方法，一般还需要先进行试验，根据试验结果选择最佳的焊接施工工艺，然后再进行实际作业。为了保证焊接效果，焊接部位应当要选择能避风雨的地方。在焊接过程中，处理接头之时应采用闪光对焊、气压焊、电弧焊等。注意若使用的是双面电弧焊，应保持其接头的焊缝长度在5d以上；而若使用的是单面电弧焊，则应保持其接头的焊缝长度在10d以上。而在钢筋焊接施工完成后，还应当要及时检查焊接点，从而保证成品的性能和质量。

2 桥梁裂缝的成因分析

当前随着我国桥梁工程的不断增多、规模不断扩大，出现的桥梁裂缝现象也越来越多，这极大地引起了业内的重视。桥梁裂缝的出现会很大程度地影响到桥梁的使用情况，若不及时采取有效的方式对裂缝进行控制，则可能会引发一系列安全事故，从而危害到国家和人民的生命财产安全。而若想有效避免和控制桥梁裂缝，则首先要深入了解裂缝的形成原因，然后再采取具有针对性的措施来“对症下药”。

2.1 桥梁裂缝的分类

目前业界一般是按照裂缝的宽度对桥梁裂缝进行分类。根据裂缝的宽度，桥梁裂缝可以具体分为微观裂缝和宏观裂缝两类，其中前者是指那些无法用肉眼看到的裂缝，其宽度一般小于0.05毫米，這种裂缝通常不会很大地影响到桥梁运输安全；而后者则指的是宽度大于0.05毫米、可以用肉眼看到的裂缝，而这类裂缝又有两个分段指标，一般宽度在0.2～0.3毫米之间的也不会对桥梁运输安全造成较大威胁，但是当宽度大于这个数字后，就极有可能会引起安全事故，因此应当要予以重视。

2.2 桥梁裂缝的成因

2.2.1 地基力学形变。桥梁的地基力学形变是引起桥梁裂缝的常见原因之一。若桥梁因为建筑质量问题，在基础水平上发生位移现象，或是在垂直方向上因不均匀沉降导致预应力被改变，情况严重时都有可能造成裂缝的出现。

2.2.2 水化热升温。在桥梁施工中，若受到水化热升温的影响，也可能会产生裂缝。一般水化热现象大多是出现在浇筑混凝土的时候，通过水泥与水的反应产生大量的热量，并且在此过程中水泥散发热量的速度是十分之快的，仅需要很短时间就能够散发出大量的热量。众所周知，水泥的密度是较高的，所以才会使蓄积在其内部的大量水化热热量难以散发，内外部温差因此而出现，而在温差的影响下，水泥内外部又会分别出现压应力和拉应力，长久下去就会使混凝土表面出现裂缝，影响到桥梁的运输安全。

2.2.3 混凝土比例调配不当。在桥梁施工中，所使用的混凝土比例调配不当也可能会引起裂缝。一般情况下，混凝土的调配比例在0.24～0.38之间最佳，这样既保证了桥梁的稳固性，又不易引起裂缝。但是在实际混凝土调配过程中，因各种因素的影响，往往会出现调配比例不当的情况，最常见的现象是水灰调配比例过大，导致混凝土中多余的水分较多；或是在调配时没有将材料与水之间保持科学平衡，导致混凝土中残余水分较多。而若混凝土中水分较多，则容易在内部形成气泡，当这些气泡在外力作用下发生破裂后，即会使桥梁表面的混凝土层出现裂缝，并且若不及时治理，长年累月下去，其裂缝会不断扩大，最終引起不可预估的后果，带来更大的损失。

2.2.4 外界环境温度的影响。外界环境温度的影响也可能会导致桥梁裂缝的出现。一般情况下，在桥梁施工时，混凝土都是暴露在露天下的，所以外界环境温度很容易对其产生影响。无论是气候过干、过湿，还是温度过冷、过热，混凝土的浇筑都会受其影响。尤其是在温度骤变之时，混凝土会出现较大的内外温差，从而促进了裂缝的形成与发展。

2.2.5 钢筋锈蚀。如果在桥梁施工材料的选择时，所选用的混凝土未达到相关质量标准或者钢筋混凝土的保护层厚度不够，那么钢筋都容易在阴雨天及潮湿的环境下遭到水汽侵蚀从而生锈，导致结构的承载力大大下降以及保护层混凝土开裂，继而诱发裂缝。

3 桥梁裂缝的预防措施

3.1 加强配筋控制

在桥梁结构设计时，应通过有效措施处理构件配筋之间的放抗关系，并利用补偿收缩混凝土等技术来加强配筋控制。也即是说，在桥梁工程设计时就要对图纸进行科学的分析和改进，加强配筋控制，从而避免因构造钢筋配置问题所引起的裂缝。

3.2 控制水化热升温

在桥梁施工中，应采取有效措施减少因水化热与环境间温度差所引起的混凝土水化热升温现象，从而减少温度应力，防止裂缝出现。一般当外界环境温度比施工温度低时，可通过加热原材料、设置隔热层等方式来减小温度差。

3.3 合理调配混凝土

在混凝土的调配中应根据实际施工需求合理选择水泥类型，并严格按照相关标准科学控制调配比例，合理添加外加剂，以及合理设计混凝土坍落度。

3.4 处理好内外部环境温度

在混凝土浇灌过程中，应通过对其内外部温度的有效监测来随时了解其温度情况，并通过覆盖保温膜、洒水降温等方式来尽可能地减少其内外部温差，以免裂缝的形成。

3.5 控制钢筋腐蚀

为了避免钢筋长年累月下遭到腐蚀，应在选择钢筋材料时选择优质的材料，尤其是表面的氧化膜必须要质量过关，这样才能够延长保护膜的作用。另外还要加厚钢筋的保护层灌注，从而提高其结构承载能力和桥梁的整体结构性能。