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摘要:在施工过程中,如果道路和桥梁出现裂缝,不仅会影响道路的外观,还会影响道路和桥梁的质量。因此,本文通过对公路桥梁裂缝类型的分析和成因比较,提出了相应的预防措施和控制措施,希望为相关的工程提出切实可行的意见或建议。
关键词:道路桥梁施工;裂缝形成原因;分析
引言
在使用道路和桥梁的过程中,如果裂缝是由自然因素或人为因素引起的,不仅会降低驾驶舒适性,还会造成严重交通事故,也将大大缩短道路和桥梁的使用寿命,给社会经济发展造成严重损失。因此,对道路和桥梁施工裂缝技术的研究要进行的越来越深入。只有这样才能使用正确的措施,以尽量减少裂缝的产生,提高道路桥梁的安全性和稳定性。
1.道路和桥梁施工裂缝的主要原因
1.1载荷引起的裂缝
荷载裂缝是指在常规荷载和侧向应力作用下混凝土路桥引起的裂缝。在外载荷的作用下,道路桥梁表面会出现直接应力裂缝,主要原因是设计模型不够完善,导致道路桥梁的整体结构受力与实际情况不一致,公路桥梁整体结构的安全系数不符合标准,结构刚度不够。此外在构造过程中,少算、漏算载荷造成断面设计不到位也会导致载荷裂缝。如果配筋以及内力设计失误也会导致钢筋使用量减少,引起质量隐患。
在结构设计时如果没有进行实地考察,对设计图纸的具体内容也没有进行明确处理,施工过程中没有严格的对机具、材料等进行管控,预制构件随意翻转、吊装和运输,施工不严格按照相应的施工顺序进行施工,导致结构应力模型发生严重变化。在外载荷设计的过程中,计算与结构物的工作状态存在明显的差别,很容易导致桥梁部分产生次应力,引起混凝土开裂的情况。例如应该设计成 X型的钢筋,必须要有两铰拱桥的拱脚,并且应该采用断面尺寸削减的方法,但是在实际设计的过程中会出现弯曲的情况,造成混凝土裂缝,引起钢筋锈蚀。此外在道路桥梁结构设计的过程中,常规预算很难准确的判断结构模型的受力变化,往往按照設计师的个人经验来布置受力,这样也会导致设置不理想,在受力构件被挖空之后,形成巨大的集中应力,导致结构裂缝的产生。
1.2温度变化而造成混凝土裂缝
混凝土自身具有热胀冷缩的特点,很容易受到外部环境的温度变化而导致内部结构变化,在混凝土热胀冷缩的过程中,如果变形被阻挡,则在结构内部将产生应力。特别是在大跨度钢筋混凝土桥梁中,温度应力很可能超过负荷应力。产生温度变化的原因有很多,首先,我国大多数地区四季分明,一年之内的温差会不断发生变化,这样的缓慢变化也会造成道路桥梁出现纵向位移的情况,甚至造成混凝土变形随着道路桥梁使用的时间越长,温度变化越明显,道路和桥梁工程的使用寿命就越长。其次,大多数的道路桥梁直接暴露在阳光下,混凝土吸收了大量的热量会晒化,造成路面分布不规律的情况产生了裂缝,在强风和暴风雪等恶劣天气下,公路桥梁混凝土结构的表面温度会急剧下降,突然的温度变化也会导致整个结构的温度分布不均匀。从而引发应力变化,造成裂缝。
1.3收缩裂缝
在道路桥梁建设的过程中,混凝土自身的收缩变化,会导致裂缝问题,一方面塑性收缩的影响,在浇筑施工完成之后的4~5 h之内,水泥会发生非常剧烈的水化反应,也会急剧蒸发水分,混凝土的失水量过多也会造成混凝土收缩出现塑性收缩,如果骨料在下沉过程中遇到钢筋并导致结构内部出现裂缝,则收缩是收缩。当混凝土硬化完成之后,内部的湿度会不断的蒸发而逐渐下降,导致混凝土的自身体积缩小,当混凝土表面水分蒸发要高于内部水分时,存在表面收缩过大而内部收缩小的问题。拉伸力将大于拉伸强度以形成收缩裂缝。
1.4钢筋锈蚀裂缝
如果混凝土的质量不符合设计要求,或者保护层的厚度不足,则空气中的二氧化碳将进入混凝土内部。破坏钢筋周围的混凝土碱度,空气中的氯化物进入到混凝土内部,也会增加钢筋附近的氯离子,钢筋表面的氧化膜受损,导致铁离子与氧气和水分发生化学反应,导致钢材腐蚀。这些锈蚀层随着时间的不断积累,也会造成钢筋的体积膨胀,出现开裂的问题。因此要积极采取措施防止裂缝的产生,为工程建设的安全性和稳定性的提高提供坚实的基础和保证,促进道路桥梁的安全使用。
1.5其他
在道路和桥梁施工过程中,如果混凝土配合比不合格,可能会发生结构性裂缝,或在施工过程中,应铺设混凝土。堆垛运输吊装,施工不严格按照施工过程进行,或施工质量不达标等其他问题也会产生裂缝。
2.解决路桥施工中混凝土裂缝的主要措施
2.1加强混凝土施工质量的管理
首先,必须确保混凝土材料的整体质量,要最大限度地减少水泥的使用,并确保水泥具有低水化热,延缓水泥的高峰期。其次,要加强对于混凝土骨料的配合,选择合适的外加剂,预埋件的量要合理化控制,保证施工技术得到全面的提升。施工前,施工人员必须对项目的实际情况进行重点调查,加强道路和桥梁布局的总体设计。应对路桥结构进行科学、可行、可靠的分析,计算负荷时,机械设备在施工过程中的负荷不容忽视。
2.2加强混凝土温度控制
当控制混凝土温度时,水可用于冷却砾石,以确保混凝土浇筑期间的温度下降。在夏天浇筑混凝土时也要降低浇筑的整体厚度,促进水泥的散热速度,将水管埋入到混凝土中可以利用冷水快速冷却混凝土。加强对脱模时间的控制,避免混凝土表面温差大。加水时,要注意水量,降低混凝土的整体温度。在具体施工过程中,很容易导致混凝土的散热性能受到影响,导致混凝土的内部温度过高。另外,混凝土本身的质量可直接影响混凝土的强度和抗裂性。在温度过高的情况下,必须通过浇水来降低水泥的温度。
2.3加强混凝土的养护工作
在混凝土养护过程中,必须保证混凝土的温度和湿度条件。首先,避免不利的温度和湿度,造成混凝土内部结构的损坏。其次,要尽可能地避免冷缩或者干缩现象的产生,还应该保证水泥水化工作的顺利进行,提高混凝土强度以及抗裂缝的能力。如果不重视施工安全,很容易导致在施工的过程中存在质量问题,所以必须要加大对施工设计方案、施工材料、施工器械的选择与管理。加强对施工人员组织的控制,只有做好这些施工管理工作才能为后续施工打下基础。
结语
综上所述,通过对道路和桥梁施工过程中裂缝成因的分析,提出了相应的解决方案,以确保混凝土的抗裂性。避免混凝土裂缝问题,提高公路桥梁使用寿命,确保公路桥梁工程建设的整体经济效益。在具体施工过程中,要严格按照相应施工程序和施工规则进行,保证施工质量,促进道路桥梁整体结构安全性和稳定性的提升,保障人们出行的顺畅和安全,为社会主义建设事业的可持续发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]温鹏,孔凡光. 混凝土桥梁裂缝的形成机理及控制措施研究[J]. 价值工程,2018,37(33):86-88.
[2]于泳波,李万恒,张劲泉,聂建国. 基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法[J]. 公路交通科技,2011,28(07):90-93.
[3]薛来生,孔祥兴. 混凝土桥梁裂缝分级的现状及问题[J]. 施工技术,2015,44(S1):366-368.
(作者单位:江西科技学院土木工程学院)
关键词:道路桥梁施工;裂缝形成原因;分析
引言
在使用道路和桥梁的过程中,如果裂缝是由自然因素或人为因素引起的,不仅会降低驾驶舒适性,还会造成严重交通事故,也将大大缩短道路和桥梁的使用寿命,给社会经济发展造成严重损失。因此,对道路和桥梁施工裂缝技术的研究要进行的越来越深入。只有这样才能使用正确的措施,以尽量减少裂缝的产生,提高道路桥梁的安全性和稳定性。
1.道路和桥梁施工裂缝的主要原因
1.1载荷引起的裂缝
荷载裂缝是指在常规荷载和侧向应力作用下混凝土路桥引起的裂缝。在外载荷的作用下,道路桥梁表面会出现直接应力裂缝,主要原因是设计模型不够完善,导致道路桥梁的整体结构受力与实际情况不一致,公路桥梁整体结构的安全系数不符合标准,结构刚度不够。此外在构造过程中,少算、漏算载荷造成断面设计不到位也会导致载荷裂缝。如果配筋以及内力设计失误也会导致钢筋使用量减少,引起质量隐患。
在结构设计时如果没有进行实地考察,对设计图纸的具体内容也没有进行明确处理,施工过程中没有严格的对机具、材料等进行管控,预制构件随意翻转、吊装和运输,施工不严格按照相应的施工顺序进行施工,导致结构应力模型发生严重变化。在外载荷设计的过程中,计算与结构物的工作状态存在明显的差别,很容易导致桥梁部分产生次应力,引起混凝土开裂的情况。例如应该设计成 X型的钢筋,必须要有两铰拱桥的拱脚,并且应该采用断面尺寸削减的方法,但是在实际设计的过程中会出现弯曲的情况,造成混凝土裂缝,引起钢筋锈蚀。此外在道路桥梁结构设计的过程中,常规预算很难准确的判断结构模型的受力变化,往往按照設计师的个人经验来布置受力,这样也会导致设置不理想,在受力构件被挖空之后,形成巨大的集中应力,导致结构裂缝的产生。
1.2温度变化而造成混凝土裂缝
混凝土自身具有热胀冷缩的特点,很容易受到外部环境的温度变化而导致内部结构变化,在混凝土热胀冷缩的过程中,如果变形被阻挡,则在结构内部将产生应力。特别是在大跨度钢筋混凝土桥梁中,温度应力很可能超过负荷应力。产生温度变化的原因有很多,首先,我国大多数地区四季分明,一年之内的温差会不断发生变化,这样的缓慢变化也会造成道路桥梁出现纵向位移的情况,甚至造成混凝土变形随着道路桥梁使用的时间越长,温度变化越明显,道路和桥梁工程的使用寿命就越长。其次,大多数的道路桥梁直接暴露在阳光下,混凝土吸收了大量的热量会晒化,造成路面分布不规律的情况产生了裂缝,在强风和暴风雪等恶劣天气下,公路桥梁混凝土结构的表面温度会急剧下降,突然的温度变化也会导致整个结构的温度分布不均匀。从而引发应力变化,造成裂缝。
1.3收缩裂缝
在道路桥梁建设的过程中,混凝土自身的收缩变化,会导致裂缝问题,一方面塑性收缩的影响,在浇筑施工完成之后的4~5 h之内,水泥会发生非常剧烈的水化反应,也会急剧蒸发水分,混凝土的失水量过多也会造成混凝土收缩出现塑性收缩,如果骨料在下沉过程中遇到钢筋并导致结构内部出现裂缝,则收缩是收缩。当混凝土硬化完成之后,内部的湿度会不断的蒸发而逐渐下降,导致混凝土的自身体积缩小,当混凝土表面水分蒸发要高于内部水分时,存在表面收缩过大而内部收缩小的问题。拉伸力将大于拉伸强度以形成收缩裂缝。
1.4钢筋锈蚀裂缝
如果混凝土的质量不符合设计要求,或者保护层的厚度不足,则空气中的二氧化碳将进入混凝土内部。破坏钢筋周围的混凝土碱度,空气中的氯化物进入到混凝土内部,也会增加钢筋附近的氯离子,钢筋表面的氧化膜受损,导致铁离子与氧气和水分发生化学反应,导致钢材腐蚀。这些锈蚀层随着时间的不断积累,也会造成钢筋的体积膨胀,出现开裂的问题。因此要积极采取措施防止裂缝的产生,为工程建设的安全性和稳定性的提高提供坚实的基础和保证,促进道路桥梁的安全使用。
1.5其他
在道路和桥梁施工过程中,如果混凝土配合比不合格,可能会发生结构性裂缝,或在施工过程中,应铺设混凝土。堆垛运输吊装,施工不严格按照施工过程进行,或施工质量不达标等其他问题也会产生裂缝。
2.解决路桥施工中混凝土裂缝的主要措施
2.1加强混凝土施工质量的管理
首先,必须确保混凝土材料的整体质量,要最大限度地减少水泥的使用,并确保水泥具有低水化热,延缓水泥的高峰期。其次,要加强对于混凝土骨料的配合,选择合适的外加剂,预埋件的量要合理化控制,保证施工技术得到全面的提升。施工前,施工人员必须对项目的实际情况进行重点调查,加强道路和桥梁布局的总体设计。应对路桥结构进行科学、可行、可靠的分析,计算负荷时,机械设备在施工过程中的负荷不容忽视。
2.2加强混凝土温度控制
当控制混凝土温度时,水可用于冷却砾石,以确保混凝土浇筑期间的温度下降。在夏天浇筑混凝土时也要降低浇筑的整体厚度,促进水泥的散热速度,将水管埋入到混凝土中可以利用冷水快速冷却混凝土。加强对脱模时间的控制,避免混凝土表面温差大。加水时,要注意水量,降低混凝土的整体温度。在具体施工过程中,很容易导致混凝土的散热性能受到影响,导致混凝土的内部温度过高。另外,混凝土本身的质量可直接影响混凝土的强度和抗裂性。在温度过高的情况下,必须通过浇水来降低水泥的温度。
2.3加强混凝土的养护工作
在混凝土养护过程中,必须保证混凝土的温度和湿度条件。首先,避免不利的温度和湿度,造成混凝土内部结构的损坏。其次,要尽可能地避免冷缩或者干缩现象的产生,还应该保证水泥水化工作的顺利进行,提高混凝土强度以及抗裂缝的能力。如果不重视施工安全,很容易导致在施工的过程中存在质量问题,所以必须要加大对施工设计方案、施工材料、施工器械的选择与管理。加强对施工人员组织的控制,只有做好这些施工管理工作才能为后续施工打下基础。
结语
综上所述,通过对道路和桥梁施工过程中裂缝成因的分析,提出了相应的解决方案,以确保混凝土的抗裂性。避免混凝土裂缝问题,提高公路桥梁使用寿命,确保公路桥梁工程建设的整体经济效益。在具体施工过程中,要严格按照相应施工程序和施工规则进行,保证施工质量,促进道路桥梁整体结构安全性和稳定性的提升,保障人们出行的顺畅和安全,为社会主义建设事业的可持续发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]温鹏,孔凡光. 混凝土桥梁裂缝的形成机理及控制措施研究[J]. 价值工程,2018,37(33):86-88.
[2]于泳波,李万恒,张劲泉,聂建国. 基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法[J]. 公路交通科技,2011,28(07):90-93.
[3]薛来生,孔祥兴. 混凝土桥梁裂缝分级的现状及问题[J]. 施工技术,2015,44(S1):366-368.
(作者单位:江西科技学院土木工程学院)