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摘要:近年来,随着我国经济的发展,交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的公路桥梁。但是混凝土的裂缝较为普遍,在各种结构工程中裂缝几乎无所不在,困扰着公路桥梁工程技术人员。本文主要针对公路桥梁施工中的混凝土裂缝的危害与种类、公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因分析以及路桥工程施工混凝土裂缝的防治与处理措施进行简要分析。
关键词:公路桥梁;混凝土裂缝;措施
中图分类号:U448文献标识码: A
引言
公路桥梁的混凝土裂缝是施工中常见的质量问题,对路桥的施工质量有很重要的影响。因此我们必须有效的预防路桥施工中的裂缝问题,深入的分析路桥施工裂缝的形成原因并找到预防和治理的措施,从而真正的降低因混凝土裂缝而带来的质量风险和安全风险,延长路桥的使用寿命,提高路桥的使用性能,促进我国路桥事业的健康发展。
一、公路桥梁施工中的混凝土裂缝的危害与种类
1、收缩裂缝
在公路桥梁混凝土施工时,随着混凝土的逐渐硬化和散热会产生巨大的收缩应力,在收缩应力远远高于混凝土的最大极限抗拉强度时,就会使整个混凝土结构发生收缩,从而产生裂缝,这就是收缩裂缝。
2、溫差裂缝
在桥梁混凝土施工时水泥水化时会产生大量的水化热,然而水化热的释放会使混凝土的表面与内部产生巨大的温差。在公路桥梁混凝土施工中,混凝土表面会迅速散热,但是内部散热状况显然要慢很多。那么大量内部热量无法得到顺畅的散发,产生的巨大温差就是会使混凝土表面产生拉应力,内部则会产生压应力,在温度引起的应力超过其最大抗拉强度时,就会使混凝土产生裂缝,这就是温差裂缝。
3、安定性裂缝
作为混凝土的重要原料,水泥的性能会对混凝土的质量产生很大的影响,那么如果水泥的安定性不合格,则会造成混凝土出现龟裂,也就是安定性裂缝。一般安定性裂缝多出现于混凝土表面,且均保持0.05-0.5mm宽度。常出现与新旧混凝土结合处以及排水井接壤处。而严重的横向裂缝会沿着施工该断面不断开裂,从而出现“断板”,宽度均保持在1mm之内。
二、公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、温度变化
我国大部分地区,四季分明,春夏和秋冬之交昼夜温差极大、降水较少、风沙较大、空气相对干燥。公路桥梁工程施工过程中容易受到外界环境气候的影响,温度变化导致的混凝土裂缝主要是表面裂缝,走向无规律性。如体积较大的混凝土柱,浇筑完成后水泥水化会放热,内部温度会升高,导致内外温差较大产生裂缝。昼夜温差大和炎热干燥的天气会导致混凝土凝固速度不一,水分蒸发过快也容易造成路面或其他部位开裂。而深层贯穿裂缝则是由于公路桥梁结构温差较大,受外界约束产生形变,应力不足被拉裂。公路桥梁工程施工过程中混凝土板、柱浇筑完成后需要尽快进行浇水养护,而有时因为季节和地区特点,气候炎热干燥,风沙也较多,对工程养护带来了较大困难,容易造成混凝土结构裂缝、麻面或蜂窝。
2、桥梁荷载
桥梁荷载引起的裂缝主要包括直接应力裂缝和次应力裂缝。在桥梁受力部位大量堆放施工材料及工具、未按照图纸施工、改变施工顺序导致桥梁结构受力改变等均会引起桥梁直接应力裂缝;而施工中开槽、凿洞等操作由于难以准确进行计算和受力模拟,容易造成开孔部位集中受力,产生次应力裂缝。
3、地基变形
公路桥梁工程施工过程中混凝土浇筑受到重力作用,一方面产生基础和支架的不均匀下沉,导致混凝土局部形变;另一方面混凝土中较重的颗粒沉降,导致混凝土结构不均匀,都会在于模板的相互作用下产生裂缝。公路桥梁工程施工过程中由于地基基础发生垂直沉降导致公路桥梁产生形变,超过混凝土结构本身的抗拉能力后就会开裂。一般混凝土浇筑后10min到3h内会出现。
4、施工材料质量及施工工艺问题
公路桥梁工程施工过程中由于使用质量存在问题的混凝土或由于施工工艺落后导致混凝土保护层厚度不足,导致混凝土内部钢筋受到侵蚀氧化。钢筋锈蚀后体积会膨胀,对周围混凝土产生挤压,形成沿钢筋纵向的混凝土裂缝。当然,使用存在质量问题的施工材料也是导致工程适量问题的必然因素。
三、路桥工程施工混凝土裂缝的防治与处理措施
1、结构裂缝的防治措
一是在条件允许的情况下,作为设计方,应尽可能的不用活少用非预应力的结构。所使用的预应力结构螺旋筋和锚垫板在埋设过程中必须符合施工设计图纸的相关规范标准。二是在上述基础之上,在锚垫板后增设四根Φ≥12mm的纵向撑筋,并使用其前端将锚垫板顶牢,将其后端则与钢筋骨料连接在一起。由于锚垫板后的布筋很多,在振捣混凝土时必须振捣密实,并在混凝土强度达到设计的张拉强度之后方能进行张拉,对混凝土试块应同体养护。在弄清钢筋混凝土现浇连续箱梁支架所设计的受力体系之后方能进行拆除,并在刚开始的时候就应详细设计落架程序。
2、非结构裂缝防治措施
2.1温度裂缝防治措施
应安排合理的混凝土浇筑顺序和控制浇筑速度,进行分段分层施工,以降低浇筑时产生的温度差。如果是夏季施工就应对骨料进行洒水降温,而如果是在冬天施工则应在混凝土表面覆盖薄膜和草垫,并洒水养护.
2.2规范施工减少裂缝
施工方案是否合理对裂缝的控制有着较大的关联。因此在确定施工方案时,必须确定混凝土的浇筑量、施工缝之间的距离、施工位置及其构造以及混凝土的浇筑实践和运输与振捣等内容。一次浇筑的长度应根据施工缝来分割,尽可能的将施工缝设置在承受各种应力较小处或变截面处。在控制一次浇筑的厚度之外,还应确定分层位置,也就是水平施工缝的预留位置,通常情况下。应在变截面处或与受拉钢筋原理的部位,例如在钢筋砼受压区。在确定浇筑时间时,应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子,如果必须在这时间内进行就应做好防护措施,严格控制入模温度。
3、施工混凝土裂缝的预防措施
在路桥工程施工建设的过程中,施工单位应严格的遵照施工图纸文件进行施工,在施工准备阶段,检验人员应先对原材料进行抽样检查。为了能够更好的控制施工配合比,保证混凝土的施工质量,施工单位应组织专业素质较高的人员进行配合比实验。另外在对混凝土拌和的过程中,应施加一定的水分,碎石的温度才能更快的下降,浇筑各个层面的散热作用才能够更好的发挥,从而降低浇筑混凝土时的温度。如果在施工时有着较高的环境温度,为了起到降温的作用,可以在混凝土中埋设水管。最后,施工的技术和管理人员必须重视天气的因素,当环境的温度出现较大的改变时要及时察觉,为了防止混凝土表面出现较大的温度变化,从而导致温度裂缝的出现,当气温出现急速的骤降时就必须做好对混凝土表面的保温工作。
4、施工混凝土裂缝的处理措施
有目的的对路桥的结构进行补强。当施工裂缝对混凝土结构的稳定性产生较大的干扰时,就要对其进行补强,而对结构进行补强的方法有很多,最常见的有以下三种方法:a.预应力加固法,增大路桥结构的截面面积,增加支点的数量从而提高结构的稳定性;b.采用钢板等部件对混凝土构件进行加固处理,从而提高混凝土构件的稳定性;c.喷射混凝土法,通过继续喷射混凝土从而达到补强加固并且提高混凝土强度的效果。
4.1表面修补的方法
这是最简单并且最常用的一种治理方法,但其主要适用于表面的浅层次的裂缝处理,而一些没有影响到整体承载力的深层次的裂缝,也是可以采用这种治理方法的。具体的操作如下:先找到裂缝并对裂缝表面进行涂抹处理,材料可以选用环氧胶泥以及水泥浆等,然后再将一些防腐性能优良的材料涂刷在混凝土的表面,材料可以选用沥青以及油漆等,最后再选用玻璃纤维布对裂缝进行粘贴或是覆盖,这样就能很好的防止裂缝继续开裂。
4.2置换混凝土的方法
置换混凝土的操作方法主要就是先清除干净原有的混凝土,之后在原来的位置再灌入新的混凝土,这种方法主要适用于裂缝比较严重的情况。
结束语
公路桥梁工程施工中混凝土裂缝的防治是一项系统而又复杂的工作。以上仅是笔者从混凝土的结构性裂缝和非结构性的裂缝这两个方面进行的论述。作为现代施工企业应在注重效益的同时注重施工质量的控制,尤其是混凝土裂缝的控制尤为重要
参考文献
[1]马金虎.混凝土技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].山西建筑,2012,(05).
[2]丰云满.桥梁大体积混凝土施工技术应用[J].黑龙江科技信息,2009,(31).
[3]刘宗智.浅谈路桥工程施工中混凝土裂缝原因与防治[J].科技风,2010,(3).
关键词:公路桥梁;混凝土裂缝;措施
中图分类号:U448文献标识码: A
引言
公路桥梁的混凝土裂缝是施工中常见的质量问题,对路桥的施工质量有很重要的影响。因此我们必须有效的预防路桥施工中的裂缝问题,深入的分析路桥施工裂缝的形成原因并找到预防和治理的措施,从而真正的降低因混凝土裂缝而带来的质量风险和安全风险,延长路桥的使用寿命,提高路桥的使用性能,促进我国路桥事业的健康发展。
一、公路桥梁施工中的混凝土裂缝的危害与种类
1、收缩裂缝
在公路桥梁混凝土施工时,随着混凝土的逐渐硬化和散热会产生巨大的收缩应力,在收缩应力远远高于混凝土的最大极限抗拉强度时,就会使整个混凝土结构发生收缩,从而产生裂缝,这就是收缩裂缝。
2、溫差裂缝
在桥梁混凝土施工时水泥水化时会产生大量的水化热,然而水化热的释放会使混凝土的表面与内部产生巨大的温差。在公路桥梁混凝土施工中,混凝土表面会迅速散热,但是内部散热状况显然要慢很多。那么大量内部热量无法得到顺畅的散发,产生的巨大温差就是会使混凝土表面产生拉应力,内部则会产生压应力,在温度引起的应力超过其最大抗拉强度时,就会使混凝土产生裂缝,这就是温差裂缝。
3、安定性裂缝
作为混凝土的重要原料,水泥的性能会对混凝土的质量产生很大的影响,那么如果水泥的安定性不合格,则会造成混凝土出现龟裂,也就是安定性裂缝。一般安定性裂缝多出现于混凝土表面,且均保持0.05-0.5mm宽度。常出现与新旧混凝土结合处以及排水井接壤处。而严重的横向裂缝会沿着施工该断面不断开裂,从而出现“断板”,宽度均保持在1mm之内。
二、公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、温度变化
我国大部分地区,四季分明,春夏和秋冬之交昼夜温差极大、降水较少、风沙较大、空气相对干燥。公路桥梁工程施工过程中容易受到外界环境气候的影响,温度变化导致的混凝土裂缝主要是表面裂缝,走向无规律性。如体积较大的混凝土柱,浇筑完成后水泥水化会放热,内部温度会升高,导致内外温差较大产生裂缝。昼夜温差大和炎热干燥的天气会导致混凝土凝固速度不一,水分蒸发过快也容易造成路面或其他部位开裂。而深层贯穿裂缝则是由于公路桥梁结构温差较大,受外界约束产生形变,应力不足被拉裂。公路桥梁工程施工过程中混凝土板、柱浇筑完成后需要尽快进行浇水养护,而有时因为季节和地区特点,气候炎热干燥,风沙也较多,对工程养护带来了较大困难,容易造成混凝土结构裂缝、麻面或蜂窝。
2、桥梁荷载
桥梁荷载引起的裂缝主要包括直接应力裂缝和次应力裂缝。在桥梁受力部位大量堆放施工材料及工具、未按照图纸施工、改变施工顺序导致桥梁结构受力改变等均会引起桥梁直接应力裂缝;而施工中开槽、凿洞等操作由于难以准确进行计算和受力模拟,容易造成开孔部位集中受力,产生次应力裂缝。
3、地基变形
公路桥梁工程施工过程中混凝土浇筑受到重力作用,一方面产生基础和支架的不均匀下沉,导致混凝土局部形变;另一方面混凝土中较重的颗粒沉降,导致混凝土结构不均匀,都会在于模板的相互作用下产生裂缝。公路桥梁工程施工过程中由于地基基础发生垂直沉降导致公路桥梁产生形变,超过混凝土结构本身的抗拉能力后就会开裂。一般混凝土浇筑后10min到3h内会出现。
4、施工材料质量及施工工艺问题
公路桥梁工程施工过程中由于使用质量存在问题的混凝土或由于施工工艺落后导致混凝土保护层厚度不足,导致混凝土内部钢筋受到侵蚀氧化。钢筋锈蚀后体积会膨胀,对周围混凝土产生挤压,形成沿钢筋纵向的混凝土裂缝。当然,使用存在质量问题的施工材料也是导致工程适量问题的必然因素。
三、路桥工程施工混凝土裂缝的防治与处理措施
1、结构裂缝的防治措
一是在条件允许的情况下,作为设计方,应尽可能的不用活少用非预应力的结构。所使用的预应力结构螺旋筋和锚垫板在埋设过程中必须符合施工设计图纸的相关规范标准。二是在上述基础之上,在锚垫板后增设四根Φ≥12mm的纵向撑筋,并使用其前端将锚垫板顶牢,将其后端则与钢筋骨料连接在一起。由于锚垫板后的布筋很多,在振捣混凝土时必须振捣密实,并在混凝土强度达到设计的张拉强度之后方能进行张拉,对混凝土试块应同体养护。在弄清钢筋混凝土现浇连续箱梁支架所设计的受力体系之后方能进行拆除,并在刚开始的时候就应详细设计落架程序。
2、非结构裂缝防治措施
2.1温度裂缝防治措施
应安排合理的混凝土浇筑顺序和控制浇筑速度,进行分段分层施工,以降低浇筑时产生的温度差。如果是夏季施工就应对骨料进行洒水降温,而如果是在冬天施工则应在混凝土表面覆盖薄膜和草垫,并洒水养护.
2.2规范施工减少裂缝
施工方案是否合理对裂缝的控制有着较大的关联。因此在确定施工方案时,必须确定混凝土的浇筑量、施工缝之间的距离、施工位置及其构造以及混凝土的浇筑实践和运输与振捣等内容。一次浇筑的长度应根据施工缝来分割,尽可能的将施工缝设置在承受各种应力较小处或变截面处。在控制一次浇筑的厚度之外,还应确定分层位置,也就是水平施工缝的预留位置,通常情况下。应在变截面处或与受拉钢筋原理的部位,例如在钢筋砼受压区。在确定浇筑时间时,应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子,如果必须在这时间内进行就应做好防护措施,严格控制入模温度。
3、施工混凝土裂缝的预防措施
在路桥工程施工建设的过程中,施工单位应严格的遵照施工图纸文件进行施工,在施工准备阶段,检验人员应先对原材料进行抽样检查。为了能够更好的控制施工配合比,保证混凝土的施工质量,施工单位应组织专业素质较高的人员进行配合比实验。另外在对混凝土拌和的过程中,应施加一定的水分,碎石的温度才能更快的下降,浇筑各个层面的散热作用才能够更好的发挥,从而降低浇筑混凝土时的温度。如果在施工时有着较高的环境温度,为了起到降温的作用,可以在混凝土中埋设水管。最后,施工的技术和管理人员必须重视天气的因素,当环境的温度出现较大的改变时要及时察觉,为了防止混凝土表面出现较大的温度变化,从而导致温度裂缝的出现,当气温出现急速的骤降时就必须做好对混凝土表面的保温工作。
4、施工混凝土裂缝的处理措施
有目的的对路桥的结构进行补强。当施工裂缝对混凝土结构的稳定性产生较大的干扰时,就要对其进行补强,而对结构进行补强的方法有很多,最常见的有以下三种方法:a.预应力加固法,增大路桥结构的截面面积,增加支点的数量从而提高结构的稳定性;b.采用钢板等部件对混凝土构件进行加固处理,从而提高混凝土构件的稳定性;c.喷射混凝土法,通过继续喷射混凝土从而达到补强加固并且提高混凝土强度的效果。
4.1表面修补的方法
这是最简单并且最常用的一种治理方法,但其主要适用于表面的浅层次的裂缝处理,而一些没有影响到整体承载力的深层次的裂缝,也是可以采用这种治理方法的。具体的操作如下:先找到裂缝并对裂缝表面进行涂抹处理,材料可以选用环氧胶泥以及水泥浆等,然后再将一些防腐性能优良的材料涂刷在混凝土的表面,材料可以选用沥青以及油漆等,最后再选用玻璃纤维布对裂缝进行粘贴或是覆盖,这样就能很好的防止裂缝继续开裂。
4.2置换混凝土的方法
置换混凝土的操作方法主要就是先清除干净原有的混凝土,之后在原来的位置再灌入新的混凝土,这种方法主要适用于裂缝比较严重的情况。
结束语
公路桥梁工程施工中混凝土裂缝的防治是一项系统而又复杂的工作。以上仅是笔者从混凝土的结构性裂缝和非结构性的裂缝这两个方面进行的论述。作为现代施工企业应在注重效益的同时注重施工质量的控制,尤其是混凝土裂缝的控制尤为重要
参考文献
[1]马金虎.混凝土技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].山西建筑,2012,(05).
[2]丰云满.桥梁大体积混凝土施工技术应用[J].黑龙江科技信息,2009,(31).
[3]刘宗智.浅谈路桥工程施工中混凝土裂缝原因与防治[J].科技风,2010,(3).