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【摘 要】 本文主要就道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施进行了分析研究。
【关键词】 道路桥梁;裂缝成因;预防措施
一、有关道路桥梁裂缝的概述
在道路桥梁施工的过程中,选择的材料就是钢筋混凝土,虽然现在所采用的混凝土的结构己经很坚固,但是在施工的过程中和后期的使用过程中还会出现很多的问题,路面的裂缝就是最常见的问题之一。混凝土材料构成的桥梁也会遇到很多的影响因素,例如说自然条件的影响和钢筋抗压度的影响等,都会造成裂缝的现象。除此之外,混凝土建造的道路桥梁也会受到很多因素的影响,例如说混凝土的温度和钢筋的问题也会导致路面产生裂缝,由于施工材料质量恶化施工工艺的方法而导致的路面的裂缝的问题有很多,这样不仅仅会影响道路桥梁的正常使用,而且在很大的程度上会影响其桥梁建筑物的强度和耐韧性,甚至还会导致一些不安全事故的发生。
二、道路桥梁施工中的裂缝成因
1、混凝土发生化学反应
混凝土收缩裂缝一般出现在表面,呈细小不规则的龟裂状。混凝土收缩裂缝通常由两种因素引起。一种是混凝土本身特性,另一种则是水泥水化热的存在。混凝土在没有外荷载作用时,会在硬化初期由于处于凝固结硬的阶段而造成体积的变化,或是在硬化后期混凝土的水分挥发而产生干缩,从而形成了自发发生收缩变形的现象。而在运营通车或是试用时,承受到外荷载的作用,混凝土在拉应力作用下产生裂缝【1】。由于混凝土的散热性能较差,使得水泥在水化时产生的大量热量不能及时散发出来,而郁积在混凝土的内部,造成混凝土的内部温度大大高于表面温度,这种现象在大型工程中的混凝土表现得更为明显。当混凝土的内部与表面之间的温差达到一定程度时,由此产生的巨大温度应力大于混凝土的承受应力极限,就会造成混凝土的开裂。
2、温度造成的裂缝
当前来说,道路桥梁所使用的材料是钢筋混凝土的材料,而在钢筋混凝土施工的过程中,会由于温度的变化而引起变形的情况,从而在道路桥梁结构的内部产生一定强度的拉力。当道路桥梁实际的拉力超过了道路桥梁混凝土本身的抗拉强度的时候,就会引起路面的裂缝现象。由于温度产生道路桥梁裂缝和其他的裂缝相比,最大的特征就是温度的影响进行的扩张。产生温度影响和变化的原因主要有以下两个方面:
(1)水热化道路桥梁在施工的过程中,如果钢筋混凝土浇筑的厚度超过一定的高度,而且混凝土中含有水泥,水泥会发生水化而放热,导致内部的温度升高,当桥梁混凝土内部的温度和外部的温度产生一定差异的情况下就会产生裂缝的现象。
(2)蒸汽养护:一般情况下,蒸汽养护主要适合于道路桥梁在冬季的养护。在对道路桥梁进行蒸汽养护的过程中,由于混凝土在蒸汽养护的过程中的温度相对于较高,如果采取蒸汽养护停止了一段时间,那么就很容易由于内外温度不同而引起的裂缝。
3、道路桥梁荷载问题
由荷载因素产生的裂缝是混凝土桥梁在常规静态和动态荷载以及次生外力情况下引起桥梁体裂缝。在桥梁设计阶段,对桥梁结构及模型结构设计失误或漏算,结构的假设受力和施工后的实际受力出现较大的偏差,施工过程中,技术人员与施工人员交图纸研究未达成一致,知识错误施工。各种建设材料的挤压,增加了桥体负载,各种工作的实施改变了结构的受力特点。外部作用引起的次生应力使桥梁体出现裂缝。
4、施工工艺不当
施工工艺不适当不纯熟是造成桥梁体出现裂缝的重要因素,主要是桥梁混凝土浇筑操作不当引起。裂缝呈现多种形式,包括水平的、表面的、深入的、横向的、纵向的和斜向的等。浇筑过程包括构建制作、起模、运输、拼装等多个环节技术操作水平不达标。常见的问题表现为混凝土振捣不充分,不均匀,有空洞和蜂窝状况出现;混凝土浇筑过程粗糙,浇筑速度把握不好,致使混凝土流动性差,在固化之前未能充分充实模具;混凝土保护层过厚,已绑扎的上层钢筋受外力作用使受力筋保护层加厚,致使构件的有效高度降低,从而出现与受力钢筋垂直方向的裂缝;混凝土浇筑之前经过长时间的搅拌和运输,水分流失过多,影响到混凝土的活性【2】。
5、施工操作不符合相关规范
施工过程中未能严格遵守相关作业规范和标准,造成操作失误,也是路面裂缝的形成原因之一。例如混凝土的混合振动搅拌时间设置太长,或是垫层与模板吸收水分不足等原因也会造成路面形成凝缩裂缝;浇筑混凝土完成之后,过长时间的抹干压光操作会致使混凝土中的细骨料上浮,从而导致在混凝土表面形成一层富含Ca(OH)2的水泥浆,Ca(OH)2与空气中的大量CO2发生剧烈的化学反应,最后使得路面形成龟裂状裂缝;钢筋受到腐蚀后,与混凝土的紧密结合受到破坏,当受到载荷作用后就会发生开裂;施工过程没有分层分段进行也有可能造成路面开裂。
三、道路桥梁施工中的裂缝防治措施
1、有效确保混凝土施工质量
1.1合理控制混凝土的配置比例
混凝土配置过程中,如果注入了容易吸收的骨料,其干缩就会增加,其中的含泥量增加时,也会增加混凝土的干缩性。在混凝土中掺入粉状煤灰材料,或者减水剂,可以使混凝土获得较好的抗渗性,有利于混凝土表面处理。技术操控人员应该根据实际情况,决定掺配比例,其中包括浇捣工艺、工人操作水平以及结构剖面等现实情况,合理选择最佳的混凝土设计方案,针对施工现场资源量大小,适时调整配置比例。改善骨料级配,掺入粉煤等减少凝胶材料的多余用量,降低水化热反应,配合使用合适的掺合料与外加剂,抑制碱骨料反应。
1.2科学进行混凝土的搅拌与浇筑
道路桥梁混凝土施工,对于混凝的材料用量,混凝土的搅拌时间等等都是有着严格明确的要求的;同样材料的大体积混凝土浇筑都要比一般的混凝土澆筑的搅拌时间要长,同时混凝土的实际投料过程必须有专人进行控制管理,要保证材料的使用量严格的按照设计进行。大体积混凝土的浇筑过程也是层层进行的,一般俩说都是从底层开始,在下一层的混凝土处于初凝时,就可以进行上一层的混凝土浇筑过程,在混凝土结构尺寸的短边开始沿着长边进行推进,在浇筑过程中,要准备好振捣器,混凝土振捣器的使用顺序也是有着要求,必须要先使用插入式的,才能使用平板式的;这样才能够保证振捣浇筑过程的质量达到要求,减少混凝土出现裂缝的可能性。 2、严格控制混凝土温度
首先要尽量减少混凝土发热的情况。选择低水化热和具有较久凝聚时间的水泥,以便混凝土温度的降低;掺入缓凝剂或者高效减水剂,以便增强混凝土强度,并节约工程的水泥和水量,尽量降低干缩的发生率;最好选择较大粒径、颗粒完好并且具有较好级配的粗骨料,最终节约水泥和水的用量;尽量使用低流动性混凝土,使用合适的水灰比,降低单位体积混凝土对水的需求量。其次要严格控制混凝土的浇筑温度【3】。在夏季,应降低原材料的温度,争取在低温度的清晨和晚上浇筑;运输工具和泵送管路要做好遮荫,避免混凝土升温;埋设冷却水管,借此管灌进冷水实现降温。最后要注重做好表面的温度和湿度保持。保持足够时间的保暖和表面湿润,让混凝土表面逐渐冷却和干燥,增加混凝土的强度,最终有效避免出现拉应力开裂。养护方式主要有覆盖洒水和蓄水养护,时间应该在14天以上。
3、科学规范施工
施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响,具体可以分为以下两点:充分振捣分层浇筑混凝土的过程中,分层的厚度均需要保持在振动棒的1.25倍以内。振捣的过程中,需要将其插入下一层中,深度约为55cm左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣,振捣需要均匀,全面,避免出现遗漏的位置;设置保护层设置混凝土保护层主要是保护钢筋,防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时,需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值,将其作为其厚度,并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等,适当调整期厚度,保护混凝土,避免受到环境的影响而出现裂缝。
四、结束语
总之,道路桥梁施工质量是整个工程的重中之重,而裂缝是影响其质量的关键因素,因此,在具体的工作中,为了更好地提高道路桥梁施工质量,就应该加强裂缝的防治,促进整个工程的发展和进步。
参考文献:
[1]连小虎.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].交通标准化,2014,01:61-63.
[2]柯钢平,章俊君.探讨道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及應对措施[J].中华民居(下旬刊),2014,04:101.
[3]张涛.浅议道路桥梁施工中裂缝的原因分析[J].科技创新与应用,2013,17:193.
【关键词】 道路桥梁;裂缝成因;预防措施
一、有关道路桥梁裂缝的概述
在道路桥梁施工的过程中,选择的材料就是钢筋混凝土,虽然现在所采用的混凝土的结构己经很坚固,但是在施工的过程中和后期的使用过程中还会出现很多的问题,路面的裂缝就是最常见的问题之一。混凝土材料构成的桥梁也会遇到很多的影响因素,例如说自然条件的影响和钢筋抗压度的影响等,都会造成裂缝的现象。除此之外,混凝土建造的道路桥梁也会受到很多因素的影响,例如说混凝土的温度和钢筋的问题也会导致路面产生裂缝,由于施工材料质量恶化施工工艺的方法而导致的路面的裂缝的问题有很多,这样不仅仅会影响道路桥梁的正常使用,而且在很大的程度上会影响其桥梁建筑物的强度和耐韧性,甚至还会导致一些不安全事故的发生。
二、道路桥梁施工中的裂缝成因
1、混凝土发生化学反应
混凝土收缩裂缝一般出现在表面,呈细小不规则的龟裂状。混凝土收缩裂缝通常由两种因素引起。一种是混凝土本身特性,另一种则是水泥水化热的存在。混凝土在没有外荷载作用时,会在硬化初期由于处于凝固结硬的阶段而造成体积的变化,或是在硬化后期混凝土的水分挥发而产生干缩,从而形成了自发发生收缩变形的现象。而在运营通车或是试用时,承受到外荷载的作用,混凝土在拉应力作用下产生裂缝【1】。由于混凝土的散热性能较差,使得水泥在水化时产生的大量热量不能及时散发出来,而郁积在混凝土的内部,造成混凝土的内部温度大大高于表面温度,这种现象在大型工程中的混凝土表现得更为明显。当混凝土的内部与表面之间的温差达到一定程度时,由此产生的巨大温度应力大于混凝土的承受应力极限,就会造成混凝土的开裂。
2、温度造成的裂缝
当前来说,道路桥梁所使用的材料是钢筋混凝土的材料,而在钢筋混凝土施工的过程中,会由于温度的变化而引起变形的情况,从而在道路桥梁结构的内部产生一定强度的拉力。当道路桥梁实际的拉力超过了道路桥梁混凝土本身的抗拉强度的时候,就会引起路面的裂缝现象。由于温度产生道路桥梁裂缝和其他的裂缝相比,最大的特征就是温度的影响进行的扩张。产生温度影响和变化的原因主要有以下两个方面:
(1)水热化道路桥梁在施工的过程中,如果钢筋混凝土浇筑的厚度超过一定的高度,而且混凝土中含有水泥,水泥会发生水化而放热,导致内部的温度升高,当桥梁混凝土内部的温度和外部的温度产生一定差异的情况下就会产生裂缝的现象。
(2)蒸汽养护:一般情况下,蒸汽养护主要适合于道路桥梁在冬季的养护。在对道路桥梁进行蒸汽养护的过程中,由于混凝土在蒸汽养护的过程中的温度相对于较高,如果采取蒸汽养护停止了一段时间,那么就很容易由于内外温度不同而引起的裂缝。
3、道路桥梁荷载问题
由荷载因素产生的裂缝是混凝土桥梁在常规静态和动态荷载以及次生外力情况下引起桥梁体裂缝。在桥梁设计阶段,对桥梁结构及模型结构设计失误或漏算,结构的假设受力和施工后的实际受力出现较大的偏差,施工过程中,技术人员与施工人员交图纸研究未达成一致,知识错误施工。各种建设材料的挤压,增加了桥体负载,各种工作的实施改变了结构的受力特点。外部作用引起的次生应力使桥梁体出现裂缝。
4、施工工艺不当
施工工艺不适当不纯熟是造成桥梁体出现裂缝的重要因素,主要是桥梁混凝土浇筑操作不当引起。裂缝呈现多种形式,包括水平的、表面的、深入的、横向的、纵向的和斜向的等。浇筑过程包括构建制作、起模、运输、拼装等多个环节技术操作水平不达标。常见的问题表现为混凝土振捣不充分,不均匀,有空洞和蜂窝状况出现;混凝土浇筑过程粗糙,浇筑速度把握不好,致使混凝土流动性差,在固化之前未能充分充实模具;混凝土保护层过厚,已绑扎的上层钢筋受外力作用使受力筋保护层加厚,致使构件的有效高度降低,从而出现与受力钢筋垂直方向的裂缝;混凝土浇筑之前经过长时间的搅拌和运输,水分流失过多,影响到混凝土的活性【2】。
5、施工操作不符合相关规范
施工过程中未能严格遵守相关作业规范和标准,造成操作失误,也是路面裂缝的形成原因之一。例如混凝土的混合振动搅拌时间设置太长,或是垫层与模板吸收水分不足等原因也会造成路面形成凝缩裂缝;浇筑混凝土完成之后,过长时间的抹干压光操作会致使混凝土中的细骨料上浮,从而导致在混凝土表面形成一层富含Ca(OH)2的水泥浆,Ca(OH)2与空气中的大量CO2发生剧烈的化学反应,最后使得路面形成龟裂状裂缝;钢筋受到腐蚀后,与混凝土的紧密结合受到破坏,当受到载荷作用后就会发生开裂;施工过程没有分层分段进行也有可能造成路面开裂。
三、道路桥梁施工中的裂缝防治措施
1、有效确保混凝土施工质量
1.1合理控制混凝土的配置比例
混凝土配置过程中,如果注入了容易吸收的骨料,其干缩就会增加,其中的含泥量增加时,也会增加混凝土的干缩性。在混凝土中掺入粉状煤灰材料,或者减水剂,可以使混凝土获得较好的抗渗性,有利于混凝土表面处理。技术操控人员应该根据实际情况,决定掺配比例,其中包括浇捣工艺、工人操作水平以及结构剖面等现实情况,合理选择最佳的混凝土设计方案,针对施工现场资源量大小,适时调整配置比例。改善骨料级配,掺入粉煤等减少凝胶材料的多余用量,降低水化热反应,配合使用合适的掺合料与外加剂,抑制碱骨料反应。
1.2科学进行混凝土的搅拌与浇筑
道路桥梁混凝土施工,对于混凝的材料用量,混凝土的搅拌时间等等都是有着严格明确的要求的;同样材料的大体积混凝土浇筑都要比一般的混凝土澆筑的搅拌时间要长,同时混凝土的实际投料过程必须有专人进行控制管理,要保证材料的使用量严格的按照设计进行。大体积混凝土的浇筑过程也是层层进行的,一般俩说都是从底层开始,在下一层的混凝土处于初凝时,就可以进行上一层的混凝土浇筑过程,在混凝土结构尺寸的短边开始沿着长边进行推进,在浇筑过程中,要准备好振捣器,混凝土振捣器的使用顺序也是有着要求,必须要先使用插入式的,才能使用平板式的;这样才能够保证振捣浇筑过程的质量达到要求,减少混凝土出现裂缝的可能性。 2、严格控制混凝土温度
首先要尽量减少混凝土发热的情况。选择低水化热和具有较久凝聚时间的水泥,以便混凝土温度的降低;掺入缓凝剂或者高效减水剂,以便增强混凝土强度,并节约工程的水泥和水量,尽量降低干缩的发生率;最好选择较大粒径、颗粒完好并且具有较好级配的粗骨料,最终节约水泥和水的用量;尽量使用低流动性混凝土,使用合适的水灰比,降低单位体积混凝土对水的需求量。其次要严格控制混凝土的浇筑温度【3】。在夏季,应降低原材料的温度,争取在低温度的清晨和晚上浇筑;运输工具和泵送管路要做好遮荫,避免混凝土升温;埋设冷却水管,借此管灌进冷水实现降温。最后要注重做好表面的温度和湿度保持。保持足够时间的保暖和表面湿润,让混凝土表面逐渐冷却和干燥,增加混凝土的强度,最终有效避免出现拉应力开裂。养护方式主要有覆盖洒水和蓄水养护,时间应该在14天以上。
3、科学规范施工
施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响,具体可以分为以下两点:充分振捣分层浇筑混凝土的过程中,分层的厚度均需要保持在振动棒的1.25倍以内。振捣的过程中,需要将其插入下一层中,深度约为55cm左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣,振捣需要均匀,全面,避免出现遗漏的位置;设置保护层设置混凝土保护层主要是保护钢筋,防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时,需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值,将其作为其厚度,并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等,适当调整期厚度,保护混凝土,避免受到环境的影响而出现裂缝。
四、结束语
总之,道路桥梁施工质量是整个工程的重中之重,而裂缝是影响其质量的关键因素,因此,在具体的工作中,为了更好地提高道路桥梁施工质量,就应该加强裂缝的防治,促进整个工程的发展和进步。
参考文献:
[1]连小虎.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].交通标准化,2014,01:61-63.
[2]柯钢平,章俊君.探讨道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及應对措施[J].中华民居(下旬刊),2014,04:101.
[3]张涛.浅议道路桥梁施工中裂缝的原因分析[J].科技创新与应用,2013,17:193.