公路桥梁混凝土结构裂缝成因及防治措施分析

2019-10-21朱国维

科学大众 2019年11期

朱国维

摘要：目前，我国城市化发展进程加快，公路桥梁工程的兴建不断增加，施工质量问题也引起了人们的重视。混凝土作为公路桥梁工程的主要施工材料，在施工过程中应用不当，会导致公路桥梁的结构出现裂缝问题，要求施工人员要及时采取有效的防治措施，降低混凝土结构裂缝的出现概率。

关键词：公路桥梁工程;混凝土结构;裂缝问题;成因分析;防治措施

混凝土施工材料的抗拉性能较差，在施工过程中会出现裂缝问题，不仅会使公路桥梁工程存在严重的施工质量安全问题，还会影响公路桥梁工程的使用寿命，甚至会导致公路桥梁工程坍塌。因此，为了降低这种施工质量问题的发生概率，施工人员要正确处理混凝土结构的裂缝问题，针对公路桥梁工程混凝土结构的裂缝成因进行简要分析，并在施工过程中采取相应的防治措施，从而提高公路桥梁结构的安全性、稳定性。

1 公路桥梁混凝土结构裂缝的成因分析

1.1 混凝土結构的荷载较大

公路桥梁工程要承受较大的荷载，而这部分荷载也是导致混凝土结构出现裂缝的主要因素。在这个过程中，混凝土结构的受力主要有直接应力和间接应力，通过两者的相互作用，会使混凝土结构发生变形，当其实际的承受荷载超过最大值时，会使混凝土结构出现裂缝，总体来说，在这些荷载的作用下，使混凝土结构出现裂缝，如弯曲裂缝、局部裂缝、扭曲裂缝等[1]。

1.2 混凝土结构受到温度影响

从物理角度来看，热胀冷缩现象是所有物质都具有的物理性质，所以，公路桥梁工程混凝土结构也具有热胀冷缩现象，基于此，混凝土结构会发生变形。在这种变形之下，产生的应力使得混凝土结构出现裂缝。如果因温度发生变化产生的实际应力比混凝土结构的抗拉强度大，那么会使混凝土结构出现裂缝。

1.3 冷冻膨胀导致混凝土结构出现裂缝

在公路桥梁工程的施工中，混凝土结构是不干燥的，其中含有不同程度的水分，当其处于温度较低的环境中，会受到低温的影响，使混凝土结构中的水分发生凝固现象，从而结成冰，这种物理现象的变化会使混凝土结构产生膨胀应力，而这种膨胀应力会使混凝土结构的内部产生渗透压，导致公路工程混凝土结构出现裂缝。

1.4 受施工材料质量的影响

施工材料是影响混凝土结构施工质量的主要因素，是导致混凝土结构出现裂缝现象的主要因素。施工材料主要是指水泥、砂石、骨料等，其中，砂石的大小决定了混凝土结构的空隙，如果空隙较大，那么在进行混合料时需要加入大量的水泥和水，形成的混凝土结构强度较差。此外，砂石中泥土含量较高，需要将大量的水泥和水进行混合，这也会降低混凝土结构的强度。

2 公路桥梁混凝土结构裂缝的防治措施

2.1 选择正确的施工材料

根据不同的工程施工条件，选择较低水化热、较高强度的水泥施工材料，选择不会发生碱集料反应、表面粗糙、空隙较小、级配良好的粗骨料，选择空隙较小、颗粒较粗的细骨料，选择减水剂、膨胀剂作为外加剂，以上施工材料若能合理配合，不仅能够降低混合料的用水量，还能够降低混合料的水化热，从而减少混凝土结构的收缩现象，在改善混凝土结构性能的基础上，降低施工的成本投入。

2.2 注重水泥混凝土的配合比设计

在进行水泥、砂石、骨料等施工材料的混合时，施工人员要注重采用科学合理的水泥混凝土配合比。现阶段，在公路桥梁工程的建设施工阶段，施工人员常用的水泥混凝土配合比主要是低用水量、低水灰比、低水泥量，并且在进行水泥混凝土的拌和时，施工人员要保证施工材料投入计量、水泥混凝土拌和时间的准确性，而且要避免额外加入水和水泥，这样能够有效地保证水泥混凝土的质量。

2.3 设计措施

混凝土结构的配筋情况对混凝土结构的收缩现象起到了相应的约束作用。但是，在实际的混凝土结构设计工作中，设计工作人员忽视了钢筋的应用，从而导致混凝土结构出现构造裂缝。因此，在设计建筑平面结构时，要在满足相应使用标准的前提下，注重结构简单，避免因结构断面发生突变而产生集中应力，平面结构复杂，容易产生相应的扭曲应力，从而导致混凝土结构出现裂缝现象，影响公路桥梁工程的施工进程[2]。

2.4 混凝土的运输环节

由于混凝土施工材料不是在施工场地内进行拌和，这就要对拌和好的混凝土施工材料进行运输，所以，在运输过程中要采用6 r/min的运转频率，在施工场地，要采用4～5 min的高速运转，从而使混凝土混合均匀。

2.5 钢筋的绑扎

在实际的施工过程中，如果钢筋的品种、数量、规格等发生变化，那么，施工人员要充分考虑构筑物的抗裂性，在进行钢筋绑扎作业时，要保证绑扎位置的准确以及钢筋表面的清洁。

2.6 模板支撑

模板构造的合理化能够有效阻止模板发生变形，从而减少混凝土结构出现裂缝的可能性，这就要求模板构造具有较高的强度和刚度，能够在施工荷载的作用下，降低模板裂缝的发生概率。

2.7 混凝土浇筑

控制浇筑速度，减少浇筑层厚度。加强混凝土的浇筑振捣，做到既不漏振，也不过振，提高混凝土密实度。尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

2.8 混凝土养护

加强混凝土养护。高温下施工增加浇水次数并使混凝土表面处于湿润状态，有条件可用塑料布覆盖严密保持混凝土表面湿润，这样既可减少由于温差产生的裂缝，又可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效地控制裂缝的产生。

3 结语

综上所述，公路桥梁工程的混凝土结构出现裂缝问题的产生原因较多，直接影响公路桥梁工程的质量安全。因此，施工人员要注重对裂缝产生的原因进行分析，并采取有效的解决措施，从而提高公路桥梁的整体使用性能。