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摘要:道路桥梁中混凝土出现裂缝的现象时有发生,裂缝的出现不但会严重影响道路桥梁的整体施工质量,更为重要的是会对人们日常工作生活中的出行安全造成极大的威胁。所以为了真正切实的实现高质量的施工过程和人们的安全出行。本文从裂缝的种类和成因出发,探讨了公路桥梁施工中混凝土产生裂缝的应对措施。
关键字:桥梁施工裂缝原因防治措施
中图分类号: K928 文献标识码: A
引言:
随着现代桥梁工程施工技术的飞速发展,桥梁工程的内在施工质量已经有了明显的提高。但在施工过程中,很容易出现裂缝。
1.裂缝的种类和成因
1.1收缩形成裂缝。
混凝土收缩造成的裂缝是最常见的。塑性收缩、缩水收缩、炭化收缩、自生收缩等造成混凝土的体积变化,产生收缩裂缝。塑性收缩。混凝土浇筑4H~5H,此时水泥水化反映最激烈,水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料下沉,混凝土尚未硬化,产生塑性收缩。塑性收缩能产生1%的量级。缩水收缩。缩水收缩发生在混凝土结硬之后,表层水分蒸发,混凝土体积下降,内部水分蒸发较慢,产生内外不均匀收缩,表面收缩受到内部收缩的约束,造成表面混凝土承受拉力,当拉力超过承受程度时,产生裂缝。
引起混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥的标号、品种和用量,标号越低,用量越大,磨细程度越大,收缩就越厉害,收缩时间也越长。骨料品种,骨料颗粒越大收缩越小,含水量越大,收缩越大,石英、长石的吸水性较小,板岩、砂岩的吸水性较大。振捣时间和方式,机械振捣收缩性较小,振捣时间越长越容易发生收缩。外掺剂,保水性越好收缩越小。
1.2荷载形成裂缝。
公路桥梁在动荷载、静荷载以及次应力的影响下形成荷载裂缝。荷载裂缝主要由以下几种:弯曲裂缝,主要出现在弯矩最大截面的受拉区域,对于受弯构建来说,负弯矩裂主要出现在悬臂梁板或者连续梁板的支座附近,扭曲裂缝,产生扭曲裂缝后,扭矩由钢筋承担,混凝土层剥落。局部应力裂缝,主要在构件角隅处和墩台支柱处等容易受到较大局部压力的部位。荷载裂缝的产生原因主要是设计阶段和施工阶段对结构计算不正确。设计阶段对实际工作状态的次应力考虑不足,受力假设和实际受力不符合,很难通过模拟计算准确计算出转角处的受力情况。施工过程中不按照设计图纸进行施工,擅自更改施工顺序,随意堆砌施工工具等。
1.3温度变化形成裂缝。
混凝土本身热胀冷缩,当内外环境温度发生变化时,混凝土会发生变形,但是如果混凝土变形遭到约束,则就会在结构内部产生应力,应力超过抗拉程度时,就会产生裂缝,也就是温度裂缝。温度裂缝区别于其他裂缝的特征是裂缝会随着温度变化而变化。温度裂缝的形成主要是水化热和养护措施。厚度超过2米的混凝土浇水之后,水泥水化放热,造成内部高温,内外温差太大,表面出现温度裂缝。蒸汽养护过程中混凝土忽冷忽热也容易出现裂缝。另外年温差、日照、突然降温等也会造成温度裂缝。
1.4冻胀形成裂缝。
气温低于零度,饱和的混凝土出现冰冻,混凝土中的水分变成冰,体积胀大9%,产生膨胀应力,混凝土强度降低出现裂缝。某些情况下混凝土的长度能损失30%~50%。需要注意的是,公路桥梁施工过程中出现的裂缝,往往不是由一种因素引起的,有几种主要因素共同作用形成。在实际裂缝分析中,要注意综合分析。
1.5施工材料和施工工艺的质量形成裂缝。
混凝土主要由水泥、骨料、外掺剂、砂、水以及拌组成。配置混凝土采取的材料质量不合格,极容易发生结构裂缝。砂石的颗粒太小,空隙率大,水泥和水的用量就会加大,影响混凝土的强度,如果砂石是特细砂,后果更严重。拌、水、外掺剂中杂质(氯化物)含量较高时,对钢筋的腐蚀性较大,水中的碱也可能对碱骨料有影响。
施工工艺中混凝土的结构浇筑、构件的起模、堆放、拼装等,如果施工工艺不合理,就会造成横向的、纵向的、水平的、斜向的、竖向的各种裂缝,尤其是细长薄壁结构的构件更容易出现裂缝。比较常见的由于施工工艺造成的裂缝有:混凝土保护层过厚造成与受力钢筋方向垂直的裂缝;振捣不均匀出现钢筋锈蚀裂缝;水灰比过大造成混凝土体积上出现不规则裂缝;混凝土浇筑过快造成塑性收缩裂缝等。
2.公路桥梁施工中混凝土产生裂缝的应对措施
2.1 加强温度控制,改善混凝土裂缝。
混凝土施工过程中必须进行有效地温度控制,只有控制好温度才能保证混凝土的抗压性能,并减少裂缝的可能性。尤其是夏季高温施工环境下,施工作业人员应该进行适时的洒水,降低混凝土的温度。在施工条件允许的情况下,施工人员可以在混凝土内部铺设降温水管。对于施工工序的安排,必须时间合理。大面积的高温裸露混凝土为了保证其质量,应该搭建相应的支架用于遮阴防晒。对于塑性收缩裂缝而言,其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护,减少水分的蒸发。一方面可以进行适当的洒水,一方面可以进行相应的路面覆盖,减少水分与空气的接触面积。控制温度是解决混凝土裂缝的主要措施,根据季节的差异夏季主要集中在混凝土的降温洒水作业,冬季主要集中在保温作业。
2.2 裂缝修补。
公路桥梁施工裂缝是一种难以避免的正常现象,对于部分不能杜绝的裂缝,施工单位应该及时采取修补措施。目前主要由四种主要的修补措施,施工人员应该根据桥梁的实际特点进行科学的分析:
(1) 表面修补。
对于裂缝比较浅,裂缝程度轻,没有影响到混凝土的内部结构的裂缝,可以简单的采取表面修补的做法。所谓的表面修补即在产生裂缝的部位进行水泥二次涂抹。通过水泥的填充能够粘合开裂的缝隙,该种施工手段简单易行,经济成本低廉,见效快,施工周期短,基本不影响路面的基本交通运行,是一种常见的施工手段。
(2) 灌浆法。
对于裂缝深度影响到混凝土的内部结构,产生严重的安全隐患的路段,简单的表面修补已经不能满足需要,可以采用相应的灌浆方法。目前普遍采用的灌浆手段是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中,浆质料随着时间的推移,会达到硬化,硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体,避免的裂缝的存在,并具备一定的密封性能。需要引起注意的是目前建材市场中存在的灌浆材料品种复杂,施工单位应该在经济的基础上综合考虑施工路面的具体情况,选用合理的灌浆材料。
(3) 结构加固法。
之所以桥梁的裂缝现象称为施工单位主要关注的问题,是因为裂缝能够直接降低公路桥梁的使用寿命,为此,为了提高桥梁的坚固性能,增强其使用寿命,可以采取相应的加固措施。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
(4) 嵌缝法。
嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,有利于裂缝外观的平整。
2.3施工控制。
施工过程中要对混凝土的水泥和水分等材料的配比进行严格的控制,并根据外部环境的变换及时进行相应的调整。混凝土搅拌完毕之后需要进行质量的检验,检验合格后投入施工使用。同时,应该对建筑施工的建材质量进行严格的控制,混凝土的建筑需要水泥和石灰等必须从具有一定生产信誉的厂家引进,保证材料的基本质量,只有这样才能在施工过程中保证混凝土的质量,降低裂缝的产生概率。桥梁公路的防裂措施不仅在施工过程中注意控制,更应该注意后期的公路养护作业。公路的路面养护工作一方面要在夏季高温暴晒下进行及时的补水,另一方面要在冬季进行相关的保温措施,通过对公路的养护既能减少公路的裂缝,同时也能提高公路的使用寿命,节约公路再建经济成本。
结束语:
在桥梁施工中,混凝土裂缝是常见的问题,然而,裂缝的产生对桥梁寿命的影响是巨大的。必须在施工中,全面分析裂缝产生机理,控制施工温度,对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施,这样才能确保桥梁质量。
参考文献:
[1]王占峰.桥梁施工裂缝的原因和防治措施探析[J];价值工程;2011年03期.
[2]廖冬生.桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施[J];江西建材;2011年03期.
[3]翟源梅,李元坤.橋梁混凝土施工裂缝的形成原因及处治方法[J];河南科技;2010年02期.
[4]崔进强.浅谈桥梁施工裂缝的形成原因[J];科技咨询导报;2007年13期.
[5]刘人甲;;桥梁施工中裂缝形成原因分析[J];黑龙江交通科技;2009年12期.
[6]孙福宝;;桥梁施工裂缝的形成原因与应对策略[J];科技创新与应用;2012年11期.
关键字:桥梁施工裂缝原因防治措施
中图分类号: K928 文献标识码: A
引言:
随着现代桥梁工程施工技术的飞速发展,桥梁工程的内在施工质量已经有了明显的提高。但在施工过程中,很容易出现裂缝。
1.裂缝的种类和成因
1.1收缩形成裂缝。
混凝土收缩造成的裂缝是最常见的。塑性收缩、缩水收缩、炭化收缩、自生收缩等造成混凝土的体积变化,产生收缩裂缝。塑性收缩。混凝土浇筑4H~5H,此时水泥水化反映最激烈,水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料下沉,混凝土尚未硬化,产生塑性收缩。塑性收缩能产生1%的量级。缩水收缩。缩水收缩发生在混凝土结硬之后,表层水分蒸发,混凝土体积下降,内部水分蒸发较慢,产生内外不均匀收缩,表面收缩受到内部收缩的约束,造成表面混凝土承受拉力,当拉力超过承受程度时,产生裂缝。
引起混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥的标号、品种和用量,标号越低,用量越大,磨细程度越大,收缩就越厉害,收缩时间也越长。骨料品种,骨料颗粒越大收缩越小,含水量越大,收缩越大,石英、长石的吸水性较小,板岩、砂岩的吸水性较大。振捣时间和方式,机械振捣收缩性较小,振捣时间越长越容易发生收缩。外掺剂,保水性越好收缩越小。
1.2荷载形成裂缝。
公路桥梁在动荷载、静荷载以及次应力的影响下形成荷载裂缝。荷载裂缝主要由以下几种:弯曲裂缝,主要出现在弯矩最大截面的受拉区域,对于受弯构建来说,负弯矩裂主要出现在悬臂梁板或者连续梁板的支座附近,扭曲裂缝,产生扭曲裂缝后,扭矩由钢筋承担,混凝土层剥落。局部应力裂缝,主要在构件角隅处和墩台支柱处等容易受到较大局部压力的部位。荷载裂缝的产生原因主要是设计阶段和施工阶段对结构计算不正确。设计阶段对实际工作状态的次应力考虑不足,受力假设和实际受力不符合,很难通过模拟计算准确计算出转角处的受力情况。施工过程中不按照设计图纸进行施工,擅自更改施工顺序,随意堆砌施工工具等。
1.3温度变化形成裂缝。
混凝土本身热胀冷缩,当内外环境温度发生变化时,混凝土会发生变形,但是如果混凝土变形遭到约束,则就会在结构内部产生应力,应力超过抗拉程度时,就会产生裂缝,也就是温度裂缝。温度裂缝区别于其他裂缝的特征是裂缝会随着温度变化而变化。温度裂缝的形成主要是水化热和养护措施。厚度超过2米的混凝土浇水之后,水泥水化放热,造成内部高温,内外温差太大,表面出现温度裂缝。蒸汽养护过程中混凝土忽冷忽热也容易出现裂缝。另外年温差、日照、突然降温等也会造成温度裂缝。
1.4冻胀形成裂缝。
气温低于零度,饱和的混凝土出现冰冻,混凝土中的水分变成冰,体积胀大9%,产生膨胀应力,混凝土强度降低出现裂缝。某些情况下混凝土的长度能损失30%~50%。需要注意的是,公路桥梁施工过程中出现的裂缝,往往不是由一种因素引起的,有几种主要因素共同作用形成。在实际裂缝分析中,要注意综合分析。
1.5施工材料和施工工艺的质量形成裂缝。
混凝土主要由水泥、骨料、外掺剂、砂、水以及拌组成。配置混凝土采取的材料质量不合格,极容易发生结构裂缝。砂石的颗粒太小,空隙率大,水泥和水的用量就会加大,影响混凝土的强度,如果砂石是特细砂,后果更严重。拌、水、外掺剂中杂质(氯化物)含量较高时,对钢筋的腐蚀性较大,水中的碱也可能对碱骨料有影响。
施工工艺中混凝土的结构浇筑、构件的起模、堆放、拼装等,如果施工工艺不合理,就会造成横向的、纵向的、水平的、斜向的、竖向的各种裂缝,尤其是细长薄壁结构的构件更容易出现裂缝。比较常见的由于施工工艺造成的裂缝有:混凝土保护层过厚造成与受力钢筋方向垂直的裂缝;振捣不均匀出现钢筋锈蚀裂缝;水灰比过大造成混凝土体积上出现不规则裂缝;混凝土浇筑过快造成塑性收缩裂缝等。
2.公路桥梁施工中混凝土产生裂缝的应对措施
2.1 加强温度控制,改善混凝土裂缝。
混凝土施工过程中必须进行有效地温度控制,只有控制好温度才能保证混凝土的抗压性能,并减少裂缝的可能性。尤其是夏季高温施工环境下,施工作业人员应该进行适时的洒水,降低混凝土的温度。在施工条件允许的情况下,施工人员可以在混凝土内部铺设降温水管。对于施工工序的安排,必须时间合理。大面积的高温裸露混凝土为了保证其质量,应该搭建相应的支架用于遮阴防晒。对于塑性收缩裂缝而言,其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护,减少水分的蒸发。一方面可以进行适当的洒水,一方面可以进行相应的路面覆盖,减少水分与空气的接触面积。控制温度是解决混凝土裂缝的主要措施,根据季节的差异夏季主要集中在混凝土的降温洒水作业,冬季主要集中在保温作业。
2.2 裂缝修补。
公路桥梁施工裂缝是一种难以避免的正常现象,对于部分不能杜绝的裂缝,施工单位应该及时采取修补措施。目前主要由四种主要的修补措施,施工人员应该根据桥梁的实际特点进行科学的分析:
(1) 表面修补。
对于裂缝比较浅,裂缝程度轻,没有影响到混凝土的内部结构的裂缝,可以简单的采取表面修补的做法。所谓的表面修补即在产生裂缝的部位进行水泥二次涂抹。通过水泥的填充能够粘合开裂的缝隙,该种施工手段简单易行,经济成本低廉,见效快,施工周期短,基本不影响路面的基本交通运行,是一种常见的施工手段。
(2) 灌浆法。
对于裂缝深度影响到混凝土的内部结构,产生严重的安全隐患的路段,简单的表面修补已经不能满足需要,可以采用相应的灌浆方法。目前普遍采用的灌浆手段是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中,浆质料随着时间的推移,会达到硬化,硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体,避免的裂缝的存在,并具备一定的密封性能。需要引起注意的是目前建材市场中存在的灌浆材料品种复杂,施工单位应该在经济的基础上综合考虑施工路面的具体情况,选用合理的灌浆材料。
(3) 结构加固法。
之所以桥梁的裂缝现象称为施工单位主要关注的问题,是因为裂缝能够直接降低公路桥梁的使用寿命,为此,为了提高桥梁的坚固性能,增强其使用寿命,可以采取相应的加固措施。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。
(4) 嵌缝法。
嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,有利于裂缝外观的平整。
2.3施工控制。
施工过程中要对混凝土的水泥和水分等材料的配比进行严格的控制,并根据外部环境的变换及时进行相应的调整。混凝土搅拌完毕之后需要进行质量的检验,检验合格后投入施工使用。同时,应该对建筑施工的建材质量进行严格的控制,混凝土的建筑需要水泥和石灰等必须从具有一定生产信誉的厂家引进,保证材料的基本质量,只有这样才能在施工过程中保证混凝土的质量,降低裂缝的产生概率。桥梁公路的防裂措施不仅在施工过程中注意控制,更应该注意后期的公路养护作业。公路的路面养护工作一方面要在夏季高温暴晒下进行及时的补水,另一方面要在冬季进行相关的保温措施,通过对公路的养护既能减少公路的裂缝,同时也能提高公路的使用寿命,节约公路再建经济成本。
结束语:
在桥梁施工中,混凝土裂缝是常见的问题,然而,裂缝的产生对桥梁寿命的影响是巨大的。必须在施工中,全面分析裂缝产生机理,控制施工温度,对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施,这样才能确保桥梁质量。
参考文献:
[1]王占峰.桥梁施工裂缝的原因和防治措施探析[J];价值工程;2011年03期.
[2]廖冬生.桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施[J];江西建材;2011年03期.
[3]翟源梅,李元坤.橋梁混凝土施工裂缝的形成原因及处治方法[J];河南科技;2010年02期.
[4]崔进强.浅谈桥梁施工裂缝的形成原因[J];科技咨询导报;2007年13期.
[5]刘人甲;;桥梁施工中裂缝形成原因分析[J];黑龙江交通科技;2009年12期.
[6]孙福宝;;桥梁施工裂缝的形成原因与应对策略[J];科技创新与应用;2012年11期.