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【摘 要】 混凝土桥梁施工的裂缝是不可避免的现象,在多种原因的影响下,使得混凝土桥梁产生各种类型的裂缝现象。对于从事混凝土桥梁施工的技术人员必须要掌握混凝土桥梁施工裂缝的形成因素,只有充分了解了混凝土材料的特质,了解其产生裂缝的原因,才能够对症下药,采取相应的措施来减少裂缝的产生。本文探讨了桥梁混凝土裂缝的施工控制技术。
【关键词】 桥梁;混凝土裂缝;施工;控制技术
公路桥梁施工中出现混凝土裂缝是较为常见的,但是混凝土出现裂缝会对桥梁的寿命产生负面影响,严重的会导致其结构件出现破坏。因此在施工中应针对其产生的原因进行分析,并结合项目要求采用合理的应对措施,降低裂缝的出现,同时还应严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,在施工管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,这样才能保证公路桥梁的施工质量。
一、桥梁混凝土裂缝的成因
1、混凝土自身收缩原因
混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后,水泥的水化反应非常激烈,并逐渐形成一条分水链,由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉,当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀,或者其表面收缩过大,那么就会受内部混凝土的制约,从而使表面的混凝土承受一定的拉力,当压力超过一定值后,混凝土就会产生收缩性裂缝。同时,在骨料的下沉过程中,由于钢筋等物体的阻挡作用,因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后,其表面的水分将逐渐蒸发,温度降低到一定程度,混凝土的体积就会逐渐变小,缩水收缩裂缝进而就会出现。
2、温度原因
当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候,同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质,混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象,并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候,混凝土就会出现裂缝问题。因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快,混凝土自身的水化热效应等原因,导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形,这时混凝土的强度就会变得非常小,很难抵抗变形应力,这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
3、钢筋锈蚀原因
公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中,公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下,将遭受到自然因素的影响;同时防腐设施比较简陋,桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈,其体积就会膨胀,进而导致混凝土产生裂缝。
4、荷载原因
如果受到动、静荷载以及次应力的作用,混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中,没有做好严格的施工质量控制,都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞,导致施工过程中混凝土受到外力的作用,就会使混凝土产生裂缝。
二、桥梁混凝土裂缝的施工控制技术
1、设计优化
在进行公路桥梁工程设计时,应当充分的考虑当地气候条件,还要加强对公路桥梁工程混凝土薄弱位置进行修复和巩固,避免由于温度差的造成混凝土产生内部应变力,从而影响公路桥梁工程的整体机构。与此同时,对于钢筋的选取要进行一定的注意,要选取保护层厚度较小的,这样不会因为保护层厚而出现温度裂缝的现象;除此之外,设置后浇带和伸缩缝的方法对大体积的混凝土进行小的分割,同时还可以设计合理的结构与形状,以此对混凝土的散热面积进行扩大,从而避免其内部温度的升高过快,从而减少应力的集中情况并防止温度裂缝的产生;同时在设计中还应尽量采用二次浇注的方法来进行混凝土的现浇梁施工,并在二次浇注时加设聚丙烯纤维网或者钢筋网来提高混凝土的抗拉能力。
2、材料控制
混凝土水化热的大量释放是导致大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因,所以大体积混凝土显然应当尽量选择水化热较低的水泥,并通过掺加粉煤灰等掺合料的方式来尽量减少水泥的用量。对于混凝土的粗骨料,则应选用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料,以降低混凝土的收缩变形,同时还应严格控制其含泥量及其它有害物质的含量。对于混凝土的细骨料,则应在满足泵送的前提下,尽量选用细砂或中砂,从而通过获得较小的表面积和空隙率的方式在一定程度上降低水泥的用量。另外还可以通过掺加外加剂的方式来提高混凝土的和易性,降低水灰比,以及相应地增大同龄期混凝土的抗拉能力。
3、重视对混凝土的温差控制
减少混凝土裂缝现象的发生,要注重控制好混凝土自身与外界环境的温度差,降低温度差异,缩小拉应力。降低温度的措施有多种:对骨料配置进行改良,减少混凝土中的水泥成分;对碎石进行冷却,在搅拌混凝土的过程中,可用水降低碎石温度,避免在浇筑时混凝土温度过高。当桥梁工程在夏季进行时,可以通过降低混凝土的浇筑面积和厚度进行散热,降低混凝土的温度,也可以敷设降温水管降低混凝土温度。在冬季进行桥梁施工时,应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度降低过快,增加混凝土内外温差,避免裂缝问题的发生。在混凝土浇筑速度上也应有合理的控制,采用恰当的浇筑速度。此外,还要注意对混凝土的养护,特别是在早期,最大限度防治裂缝问题。
4、施工控制
根据混凝土的强度等级、质量及对混凝土和易性的要求来确定混凝土施工配合比,并对水灰比和水泥用量进行严格控制。选择级配较好的石子,对砂的粒径与含量进行严格控制,通过减少空隙率来降低混凝土收缩量,从而增大混凝土抗裂强度。此外,混凝土的养护是整个施工中最重要的环节之一,如果对混凝土的养护不重视,不仅会降低混凝土的強度,还容易使混凝土在硬化过程中失水,不能及时得到补偿而产生裂缝。因此,必须经常浇水养护,尤其是在高温下施工时,一来可以防止产生温度裂缝,二来可以降低由混凝土收缩而产生的约束应力,从而达到有效控制裂缝的目的。 5、现浇梁施工控制
改变混凝土成分配比,在干硬性混凝土中掺入塑化剂或者引气剂,降低水泥使用量;混凝土搅拌过程中,进行冷处理,降低其浇筑温度;高温天气浇筑混凝土,需要减少浇筑厚度,确保浇筑厚度在500mm以下,有助于散热;膨胀剂的品种和掺入量的选择需要通过试验验证,最后挑选最佳配置;第二层混凝土浇筑尽量在第一层混凝土初凝之前进行;根据工程施工中混凝土浇筑面积大小,将一些数量的温度测量装置安装在混凝土上中下部,定时测量和记录相关数据,一般来说,混凝土浇筑的第1~4天,每次测量时间间隔为2h,第5~7天,测量时间间隔为4h,第8~15天,测量时间间隔为1d,尽量将混凝土内外温差保持在25℃以下,一旦出现温差过大,需要借助专业的养护手段来缩小内外温差。
6、提高對混凝土的养护力度
桥梁施工中,对混凝土的早期养护是防止裂缝病害的重要措施。当混凝土终凝后,要及时采取措施对混凝土进行养护,如利用洒水、覆盖等措施,防止混凝土受到外界环境温度影响,出现急剧温度变化,造成混凝土裂缝。在养护时间上,硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,需要不少于7d的时间,而有抗渗要求的混凝土,其养护时间需要两周以上的时间。在冬季进行混凝土施工时,应注意使用保温材料对混凝土进行养护。
总之,公路桥梁钢筋混凝土施工是公路桥梁工程项目施工当中的关键之一,因此,在公路桥梁工程项目施工中,公路桥梁钢筋混凝土工程往往都被作为一项最为重要的质量控制点来进行重点关注,并在其施工全过程中都被予以重点监控。而公路桥梁钢筋混凝土施工作为公路桥梁工程施工质量与施工安全管控的关键项目之一,决来不得半点马虎,必须做到计划充分、贯彻坚决、落实细致。
参考文献:
[1]王永辉.浅析公路工程施工中混凝土裂缝的防治对策[J].中国科技信息.2010(22)
[2]王保华.大体积混凝土承台温度裂缝的分析与控制[J].交通科技.2009(S1)
[3]薛久东.浅谈前湾三期工程混凝土裂缝的“防”与“治”[J].港口科技动态.2002(11)
[4]谭翔.桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理[J].山西建筑.2009(14)
[5]刘音莺,汤垚天.试论混凝土结构裂缝原因分析及预防措施[J].科技信息,2010(17):77-79.
[6]曹祥彬.桥梁施工中大体积混凝土梁的裂缝控制[J].中国新技术新产品,2010(18).
【关键词】 桥梁;混凝土裂缝;施工;控制技术
公路桥梁施工中出现混凝土裂缝是较为常见的,但是混凝土出现裂缝会对桥梁的寿命产生负面影响,严重的会导致其结构件出现破坏。因此在施工中应针对其产生的原因进行分析,并结合项目要求采用合理的应对措施,降低裂缝的出现,同时还应严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,在施工管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,这样才能保证公路桥梁的施工质量。
一、桥梁混凝土裂缝的成因
1、混凝土自身收缩原因
混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后,水泥的水化反应非常激烈,并逐渐形成一条分水链,由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉,当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀,或者其表面收缩过大,那么就会受内部混凝土的制约,从而使表面的混凝土承受一定的拉力,当压力超过一定值后,混凝土就会产生收缩性裂缝。同时,在骨料的下沉过程中,由于钢筋等物体的阻挡作用,因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后,其表面的水分将逐渐蒸发,温度降低到一定程度,混凝土的体积就会逐渐变小,缩水收缩裂缝进而就会出现。
2、温度原因
当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候,同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质,混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象,并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候,混凝土就会出现裂缝问题。因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快,混凝土自身的水化热效应等原因,导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形,这时混凝土的强度就会变得非常小,很难抵抗变形应力,这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
3、钢筋锈蚀原因
公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中,公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下,将遭受到自然因素的影响;同时防腐设施比较简陋,桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈,其体积就会膨胀,进而导致混凝土产生裂缝。
4、荷载原因
如果受到动、静荷载以及次应力的作用,混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中,没有做好严格的施工质量控制,都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞,导致施工过程中混凝土受到外力的作用,就会使混凝土产生裂缝。
二、桥梁混凝土裂缝的施工控制技术
1、设计优化
在进行公路桥梁工程设计时,应当充分的考虑当地气候条件,还要加强对公路桥梁工程混凝土薄弱位置进行修复和巩固,避免由于温度差的造成混凝土产生内部应变力,从而影响公路桥梁工程的整体机构。与此同时,对于钢筋的选取要进行一定的注意,要选取保护层厚度较小的,这样不会因为保护层厚而出现温度裂缝的现象;除此之外,设置后浇带和伸缩缝的方法对大体积的混凝土进行小的分割,同时还可以设计合理的结构与形状,以此对混凝土的散热面积进行扩大,从而避免其内部温度的升高过快,从而减少应力的集中情况并防止温度裂缝的产生;同时在设计中还应尽量采用二次浇注的方法来进行混凝土的现浇梁施工,并在二次浇注时加设聚丙烯纤维网或者钢筋网来提高混凝土的抗拉能力。
2、材料控制
混凝土水化热的大量释放是导致大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因,所以大体积混凝土显然应当尽量选择水化热较低的水泥,并通过掺加粉煤灰等掺合料的方式来尽量减少水泥的用量。对于混凝土的粗骨料,则应选用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料,以降低混凝土的收缩变形,同时还应严格控制其含泥量及其它有害物质的含量。对于混凝土的细骨料,则应在满足泵送的前提下,尽量选用细砂或中砂,从而通过获得较小的表面积和空隙率的方式在一定程度上降低水泥的用量。另外还可以通过掺加外加剂的方式来提高混凝土的和易性,降低水灰比,以及相应地增大同龄期混凝土的抗拉能力。
3、重视对混凝土的温差控制
减少混凝土裂缝现象的发生,要注重控制好混凝土自身与外界环境的温度差,降低温度差异,缩小拉应力。降低温度的措施有多种:对骨料配置进行改良,减少混凝土中的水泥成分;对碎石进行冷却,在搅拌混凝土的过程中,可用水降低碎石温度,避免在浇筑时混凝土温度过高。当桥梁工程在夏季进行时,可以通过降低混凝土的浇筑面积和厚度进行散热,降低混凝土的温度,也可以敷设降温水管降低混凝土温度。在冬季进行桥梁施工时,应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度降低过快,增加混凝土内外温差,避免裂缝问题的发生。在混凝土浇筑速度上也应有合理的控制,采用恰当的浇筑速度。此外,还要注意对混凝土的养护,特别是在早期,最大限度防治裂缝问题。
4、施工控制
根据混凝土的强度等级、质量及对混凝土和易性的要求来确定混凝土施工配合比,并对水灰比和水泥用量进行严格控制。选择级配较好的石子,对砂的粒径与含量进行严格控制,通过减少空隙率来降低混凝土收缩量,从而增大混凝土抗裂强度。此外,混凝土的养护是整个施工中最重要的环节之一,如果对混凝土的养护不重视,不仅会降低混凝土的強度,还容易使混凝土在硬化过程中失水,不能及时得到补偿而产生裂缝。因此,必须经常浇水养护,尤其是在高温下施工时,一来可以防止产生温度裂缝,二来可以降低由混凝土收缩而产生的约束应力,从而达到有效控制裂缝的目的。 5、现浇梁施工控制
改变混凝土成分配比,在干硬性混凝土中掺入塑化剂或者引气剂,降低水泥使用量;混凝土搅拌过程中,进行冷处理,降低其浇筑温度;高温天气浇筑混凝土,需要减少浇筑厚度,确保浇筑厚度在500mm以下,有助于散热;膨胀剂的品种和掺入量的选择需要通过试验验证,最后挑选最佳配置;第二层混凝土浇筑尽量在第一层混凝土初凝之前进行;根据工程施工中混凝土浇筑面积大小,将一些数量的温度测量装置安装在混凝土上中下部,定时测量和记录相关数据,一般来说,混凝土浇筑的第1~4天,每次测量时间间隔为2h,第5~7天,测量时间间隔为4h,第8~15天,测量时间间隔为1d,尽量将混凝土内外温差保持在25℃以下,一旦出现温差过大,需要借助专业的养护手段来缩小内外温差。
6、提高對混凝土的养护力度
桥梁施工中,对混凝土的早期养护是防止裂缝病害的重要措施。当混凝土终凝后,要及时采取措施对混凝土进行养护,如利用洒水、覆盖等措施,防止混凝土受到外界环境温度影响,出现急剧温度变化,造成混凝土裂缝。在养护时间上,硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,需要不少于7d的时间,而有抗渗要求的混凝土,其养护时间需要两周以上的时间。在冬季进行混凝土施工时,应注意使用保温材料对混凝土进行养护。
总之,公路桥梁钢筋混凝土施工是公路桥梁工程项目施工当中的关键之一,因此,在公路桥梁工程项目施工中,公路桥梁钢筋混凝土工程往往都被作为一项最为重要的质量控制点来进行重点关注,并在其施工全过程中都被予以重点监控。而公路桥梁钢筋混凝土施工作为公路桥梁工程施工质量与施工安全管控的关键项目之一,决来不得半点马虎,必须做到计划充分、贯彻坚决、落实细致。
参考文献:
[1]王永辉.浅析公路工程施工中混凝土裂缝的防治对策[J].中国科技信息.2010(22)
[2]王保华.大体积混凝土承台温度裂缝的分析与控制[J].交通科技.2009(S1)
[3]薛久东.浅谈前湾三期工程混凝土裂缝的“防”与“治”[J].港口科技动态.2002(11)
[4]谭翔.桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理[J].山西建筑.2009(14)
[5]刘音莺,汤垚天.试论混凝土结构裂缝原因分析及预防措施[J].科技信息,2010(17):77-79.
[6]曹祥彬.桥梁施工中大体积混凝土梁的裂缝控制[J].中国新技术新产品,2010(18).