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[摘要]铁路是交通运输的命脉,铁路桥梁的近年来混凝土开裂现象变得十分普遍,严重影响了桥梁的使用性能,直接关系到对人们的生产与生活,为保证铁路桥梁在施工与运行过程中的安全。本文分析了混凝土结构道路桥梁出现裂缝的原因,从多个角度分析了铁路桥梁混凝土裂缝成因并提出了相应的加固措施,为混凝土结构铁路桥梁的施工提出合理化的建议。
[关键词]混凝土铁路桥梁裂缝成因修复技术
中图分类号:TV33 文献标识码:TV 文章编号:1009―914X(2013)28―0424―01
1 概述
近年来,铁路桥梁虽然取得了较为显著的建设成就,施工技术有了明显的发展与进步,但是也存在着一些显而易见的问题,例如混凝土结构铁路桥梁在施工过程中由于混凝土原材料以及配置比不合标准,外界温度、适度的变化、地质条件的影响以及施工技术没有达到铁路桥梁的施工要求等,造成了混凝土结构铁路桥梁在施工与运行中出现了质量问题,突出的表现在裂缝的产生,铁路桥梁在施工或者运行过程中出现裂缝不但降低了铁路桥梁的整体协调度与美观度,同时也会影响施工安全,造成工期的延长以及项目成本的增加,此外,也不利于铁路桥梁在使用过程中的安全,降低铁路桥梁的使用寿命。
2 桥梁混凝土结构裂缝成因分析
2.1设计中存在的部分问题
铁路桥梁的施工设计对铁路桥梁的质量有重要影响,科学合理的施工设计是保证混凝土质量的前提。铁路桥梁的实际荷载与假设的荷载不相符合;钢筋的构造布局不合理以及没有足够的使用数量;钢筋的变截面以及接缝之间设计不够合理;混凝土结构中的钢筋强度与坚硬度不够;在对混凝土的结构进行计算的过程中出现计算方法不正确或者漏算的现象等设计中存在的问题是导致混凝土结构铁路桥梁产生裂缝的重要原因。混凝土结构中钢筋过粗或者使用数量不足都有可能引起混凝土结构中裂缝的产生,这种现象在铁路桥梁施工中较为常见。
在混凝土结构铁路桥梁施工中,预留孔洞施工是一项较为复杂且具有一定难度的施工过程,预留孔洞:将混凝土结构中的钢筋截断,一旦钢筋被截断,大量的赢利就会在孔洞周围聚集,在这种情况下,施工人员通常无法用常规的计算方案进行准确的模拟计算;以往的施工经验来对受力的钢筋进行处理,一旦调整出现失误,就容易导致在钢筋的截断点应力聚集的位置产生裂缝。
2.2施工过程中部分操作不当
在混凝土结构铁路桥梁施工中,施工过程是否严格按照施工图纸以及相关施工标准来对施工进行控制也会对混凝土结构铁路桥梁产生较大的影响,例如在施工过程中有的施工人员没有按照施工的具体操作程序来进行,不经申请批准擅自改动施工程序;没有严格按照施工图纸的要求进行施工,随意对铁路桥梁结构的受力模式进行更改;没有对预制构建进行具体的受力分析,在对预制构建的强度不了解的情况下便开始起吊、运输等施工;此外,没有对施工中的缝隙采取有效的措施进行处理。
2.3混凝土收缩现象严重
通常情况下混凝土的收缩有两种:干缩与塑性收缩。一般混凝土硬化会导致混凝土收缩,混凝土中含水量会影响混凝土的体积,混凝土在硬化过程中所产生的化学反应与物理反应都会对混凝土的体积产生影响,对于建筑物来说,外表的裂缝一般会在混凝土浇筑后很快出现,因此,施工者应充分考虑到施工过程中由于混凝土的收缩而导致混凝土结构体积的变化引起的裂缝。
2.4 外部环境因素影响
水泥碰到水时,其中的一些成分会与水迅速发生反应,产生大量的热量,混凝土温度快速升高引起混凝土变形,混凝土温度的变化引发的混凝土裂缝一般是在体积较大的混凝土结构中出现,这是由于对体积较大的混凝土来说,水泥与水发生热反应后产生的热量在混凝土内部不易散出,导致混凝土的内部温度急剧上升,而混凝土的外部散热较快,混凝土内部与外部之间的温差到一定程度时,就会达到混凝土的承压限度,导致混凝土中裂缝的产生。施工所用混凝土一般都是分段进行浇筑,浇筑过程中未硬化的混凝土和已浇筑完毕的混凝土或基底会接触产生相互约束力,在接触部位很容易很容易产生裂缝。这个部位之所以容易产生裂缝是因为当混凝土内部的热量逐渐散去之后,混凝土的温度降低,继而产生收缩,与已浇筑好的混凝土或基底接触时接触部位会产生较大的拉应力,如果拉应力过大达到了混凝土的承压限度时就会影响接触部位的效果,导致接触部位产生裂缝,甚至会影响到混凝土的整体结构。
水泥的种类、混凝土水泥的掺和比例、水泥的成分构成都会对混凝土的温度和厚度产生较大的影响。由于铁路桥梁混凝土的配置比是一定的,因此当混凝土的厚度较大时,说明混凝土中水泥的含量也较多,水泥与混凝土接触,发生热反应产生的热量就越多,混凝土的内部温度就会越高,内外温差越大,拉应力也越大,混凝土结构产生裂缝的可能性就越大。对混凝土来说,一般其体积越大,温度应力也会越大,在混凝土的结构尺寸越大,其产生的温度应力也就越大,也就越容易產生裂缝。
3 混凝土结构道路桥梁裂缝的维护修复技术
3.1填缝法。填缝法通常用于砖体裂缝的维护修复中,在具体操作的过程中,需要先把裂缝里面的垃圾等清除掉,视裂缝的大小程度选择使用刮刀、抹子等,使用的水泥砂浆强度应高于砖石灰浆。使用填缝法对铁路桥梁裂缝进行维护修复只能对美观度与耐久性上有一定的效果,而对铁路桥梁的整体强度的提高作用不大。
3.2用玻璃布对裂缝进行粘贴的方法。玻璃布主要由无碱玻璃纤维构成,与有碱玻璃纤维相比,其强度与耐水性能都较好,在铁路桥梁裂缝修复中一般使用强度较高、所产生气泡容易被排除以及有利于施工的粗纱方格布,在粘贴玻璃布之前,要确保混凝土裂缝的干净与平整。
3.3水泥灌浆修复法。水泥灌浆修复法是使用灌浆机或灌浆泵等设备通过混凝土孔眼或铁路桥梁的砖体将水泥浆液灌进裂缝中,在实际的操作过程中,可能存在水泥浆液经孔隙或裂缝流出,因此在灌浆之前应先使用环氧砂浆或水泥砂浆等进行止浆或堵漏处理。
4 小节
铁路桥梁作为与人们生产生活紧密相关的基础设施,其质量高低对人们的生产与生活安全有着重要的影响,混凝土结构铁路桥梁由于外界温度、湿度、地质环境以及混凝土材料的影响会产生裂缝,着不但会影响铁路桥梁的美观度与整体协调度,同时也会对铁路桥梁的施工与运行安全产生影响,为保证铁路桥梁在运行中的安全,施工人员应对铁路桥梁中出现的裂缝根据裂缝的具体特点采取合适的技术对其进行维护修复。
参考文献
[1] 焦胜军.高速铁路桥梁施工与维护.西南交通大学出版社;第1版,2011-02
[2] 徐有邻,顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理.中国建筑工业出版社;第1版,2010-3
[3] 陈惠发,段炼.桥梁工程施工与维修.机械工业出版社;第1版,2009-3
[4] 沈阳市于洪区赤山路55-3(绿地老街坊410栋11楼9号),13940429952
[关键词]混凝土铁路桥梁裂缝成因修复技术
中图分类号:TV33 文献标识码:TV 文章编号:1009―914X(2013)28―0424―01
1 概述
近年来,铁路桥梁虽然取得了较为显著的建设成就,施工技术有了明显的发展与进步,但是也存在着一些显而易见的问题,例如混凝土结构铁路桥梁在施工过程中由于混凝土原材料以及配置比不合标准,外界温度、适度的变化、地质条件的影响以及施工技术没有达到铁路桥梁的施工要求等,造成了混凝土结构铁路桥梁在施工与运行中出现了质量问题,突出的表现在裂缝的产生,铁路桥梁在施工或者运行过程中出现裂缝不但降低了铁路桥梁的整体协调度与美观度,同时也会影响施工安全,造成工期的延长以及项目成本的增加,此外,也不利于铁路桥梁在使用过程中的安全,降低铁路桥梁的使用寿命。
2 桥梁混凝土结构裂缝成因分析
2.1设计中存在的部分问题
铁路桥梁的施工设计对铁路桥梁的质量有重要影响,科学合理的施工设计是保证混凝土质量的前提。铁路桥梁的实际荷载与假设的荷载不相符合;钢筋的构造布局不合理以及没有足够的使用数量;钢筋的变截面以及接缝之间设计不够合理;混凝土结构中的钢筋强度与坚硬度不够;在对混凝土的结构进行计算的过程中出现计算方法不正确或者漏算的现象等设计中存在的问题是导致混凝土结构铁路桥梁产生裂缝的重要原因。混凝土结构中钢筋过粗或者使用数量不足都有可能引起混凝土结构中裂缝的产生,这种现象在铁路桥梁施工中较为常见。
在混凝土结构铁路桥梁施工中,预留孔洞施工是一项较为复杂且具有一定难度的施工过程,预留孔洞:将混凝土结构中的钢筋截断,一旦钢筋被截断,大量的赢利就会在孔洞周围聚集,在这种情况下,施工人员通常无法用常规的计算方案进行准确的模拟计算;以往的施工经验来对受力的钢筋进行处理,一旦调整出现失误,就容易导致在钢筋的截断点应力聚集的位置产生裂缝。
2.2施工过程中部分操作不当
在混凝土结构铁路桥梁施工中,施工过程是否严格按照施工图纸以及相关施工标准来对施工进行控制也会对混凝土结构铁路桥梁产生较大的影响,例如在施工过程中有的施工人员没有按照施工的具体操作程序来进行,不经申请批准擅自改动施工程序;没有严格按照施工图纸的要求进行施工,随意对铁路桥梁结构的受力模式进行更改;没有对预制构建进行具体的受力分析,在对预制构建的强度不了解的情况下便开始起吊、运输等施工;此外,没有对施工中的缝隙采取有效的措施进行处理。
2.3混凝土收缩现象严重
通常情况下混凝土的收缩有两种:干缩与塑性收缩。一般混凝土硬化会导致混凝土收缩,混凝土中含水量会影响混凝土的体积,混凝土在硬化过程中所产生的化学反应与物理反应都会对混凝土的体积产生影响,对于建筑物来说,外表的裂缝一般会在混凝土浇筑后很快出现,因此,施工者应充分考虑到施工过程中由于混凝土的收缩而导致混凝土结构体积的变化引起的裂缝。
2.4 外部环境因素影响
水泥碰到水时,其中的一些成分会与水迅速发生反应,产生大量的热量,混凝土温度快速升高引起混凝土变形,混凝土温度的变化引发的混凝土裂缝一般是在体积较大的混凝土结构中出现,这是由于对体积较大的混凝土来说,水泥与水发生热反应后产生的热量在混凝土内部不易散出,导致混凝土的内部温度急剧上升,而混凝土的外部散热较快,混凝土内部与外部之间的温差到一定程度时,就会达到混凝土的承压限度,导致混凝土中裂缝的产生。施工所用混凝土一般都是分段进行浇筑,浇筑过程中未硬化的混凝土和已浇筑完毕的混凝土或基底会接触产生相互约束力,在接触部位很容易很容易产生裂缝。这个部位之所以容易产生裂缝是因为当混凝土内部的热量逐渐散去之后,混凝土的温度降低,继而产生收缩,与已浇筑好的混凝土或基底接触时接触部位会产生较大的拉应力,如果拉应力过大达到了混凝土的承压限度时就会影响接触部位的效果,导致接触部位产生裂缝,甚至会影响到混凝土的整体结构。
水泥的种类、混凝土水泥的掺和比例、水泥的成分构成都会对混凝土的温度和厚度产生较大的影响。由于铁路桥梁混凝土的配置比是一定的,因此当混凝土的厚度较大时,说明混凝土中水泥的含量也较多,水泥与混凝土接触,发生热反应产生的热量就越多,混凝土的内部温度就会越高,内外温差越大,拉应力也越大,混凝土结构产生裂缝的可能性就越大。对混凝土来说,一般其体积越大,温度应力也会越大,在混凝土的结构尺寸越大,其产生的温度应力也就越大,也就越容易產生裂缝。
3 混凝土结构道路桥梁裂缝的维护修复技术
3.1填缝法。填缝法通常用于砖体裂缝的维护修复中,在具体操作的过程中,需要先把裂缝里面的垃圾等清除掉,视裂缝的大小程度选择使用刮刀、抹子等,使用的水泥砂浆强度应高于砖石灰浆。使用填缝法对铁路桥梁裂缝进行维护修复只能对美观度与耐久性上有一定的效果,而对铁路桥梁的整体强度的提高作用不大。
3.2用玻璃布对裂缝进行粘贴的方法。玻璃布主要由无碱玻璃纤维构成,与有碱玻璃纤维相比,其强度与耐水性能都较好,在铁路桥梁裂缝修复中一般使用强度较高、所产生气泡容易被排除以及有利于施工的粗纱方格布,在粘贴玻璃布之前,要确保混凝土裂缝的干净与平整。
3.3水泥灌浆修复法。水泥灌浆修复法是使用灌浆机或灌浆泵等设备通过混凝土孔眼或铁路桥梁的砖体将水泥浆液灌进裂缝中,在实际的操作过程中,可能存在水泥浆液经孔隙或裂缝流出,因此在灌浆之前应先使用环氧砂浆或水泥砂浆等进行止浆或堵漏处理。
4 小节
铁路桥梁作为与人们生产生活紧密相关的基础设施,其质量高低对人们的生产与生活安全有着重要的影响,混凝土结构铁路桥梁由于外界温度、湿度、地质环境以及混凝土材料的影响会产生裂缝,着不但会影响铁路桥梁的美观度与整体协调度,同时也会对铁路桥梁的施工与运行安全产生影响,为保证铁路桥梁在运行中的安全,施工人员应对铁路桥梁中出现的裂缝根据裂缝的具体特点采取合适的技术对其进行维护修复。
参考文献
[1] 焦胜军.高速铁路桥梁施工与维护.西南交通大学出版社;第1版,2011-02
[2] 徐有邻,顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理.中国建筑工业出版社;第1版,2010-3
[3] 陈惠发,段炼.桥梁工程施工与维修.机械工业出版社;第1版,2009-3
[4] 沈阳市于洪区赤山路55-3(绿地老街坊410栋11楼9号),13940429952