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一、桥梁混凝土裂缝成因分析
1、温度裂缝
温度裂缝是桥梁工程混凝土裂缝产生的主要原因之一。混凝土与其他物质一样具有热胀冷缩的性质,当混凝土受外部环境或内部因素的影响产生温度变化时,若受到外部结构的约束,就会在混凝土内部产生影响的应力,当内部用力大于混凝土构件的抗拉强度时,就产生了温度裂缝。
2、荷载变化引发的裂缝
若混凝土受到不当的静力荷载、动力荷载或次应力频繁荷载时,会造成混凝土表面裂缝。这种裂缝通常包括以下几种:弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝、局部应力裂缝。以上各种荷载裂缝的产生原因与表现形式、产生部位均有所差异,通常发生在桥梁受拉力、剪应力较大以及振动较为显著的部位,对桥梁稳定性与耐久性有着较大的危害。
3、冻胀裂缝
当气温低于零度时,混凝土内部水分会产生凝结现象,当游离态的水变成固态的水时,其体积会产生膨胀,膨胀幅度大约在10%左右,水的膨胀会造成膨胀应力,对混凝土构件产生不利的影响。此外,混凝土内部凝胶孔中的水分会因
凝固而产生转移与重新排列,进而造成渗透压,渗透压作用下混凝土内部膨胀应力会进一步增大,造成混凝土强度下降并产生裂缝。冻胀裂缝通常发生在混凝土初凝阶段,通常会对混凝土构件的稳定性、安全性与外观质量造成严重的影响,会使混凝土凝固后的强度减少30% ~ 50%,因而在环境温度较低时,桥梁施工中应格外注意混凝土构件的保温工作。
4、施工材料因素引发的裂缝
桥梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等等。若混合料原材料质量不合格,会严重影响混凝土机构的施工质量。例如,若所选砂石粒径太大或太小、配率不良、会导致混凝土材料空隙率过大进而导致水泥和搅拌水的用量增加,进而使混凝土凝固过程中水化热增大,从而降低混凝土结构强度,造成裂缝的产生;如果混凝土材料中砂石中云母等矿物质的含量超标,会直接减弱水泥和骨料物质的粘结力,并降低混凝土的强度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高,会使拌合过程中水的用量增加,直接影响混凝土的强度、抗渗性、抗冻性;如果混凝土材料中的有机质含量偏高,会造成混凝土硬化时间延长,影响混凝土强度,引发早期裂缝。
二、桥梁施工裂缝的处理措施
1、设计防裂控制措施
从设计阶段入手来尽量避免荷载裂缝。设计是应避免结构的突变或者断面的突变。在结构突变不可避免的情况下应做好某些细部的处理,例如将突变处做成渐变的形式,将转角处做成圆角的形式。为了防止混凝土受温度变化引起的裂缝,可以增加构造配筋来提高混凝土的抗裂能力。设计时必须严格按照相关规范对裂缝宽度控制的要求。
2、施工质量的控制
由施工质量引起的裂缝发生率高达95%,合理的施工方案对预防和控制裂缝有关键的作用。施工方案包括确定浇筑量、浇筑时间、施工缝的间距和位置、施工顺序等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,应设置在变截面处或者受拉、弯、剪应力最小的位置。此外,也应注意水平施工缝留设位置,一般情况下,应留在变截面处或设在混凝土的受压区并远离钢筋受拉部位。如果在施工期间对裂缝加以控制,在使用期间开裂的可能性将大大减小。
3、规范施工过程
施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响,具体可以分为以下两点:①充分振捣 分层浇筑混凝土的过程中,分层的厚度均需要保持在振动棒的 1.25 倍以内。振捣的过程中,需要将其插入下一层中,深度约为 55cm 左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣,振捣需要均匀,全面,避免出现遗漏的位置;②设置保护层 设置混凝土保护层主要是保护钢筋,防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时,需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值,将其作为其厚度,并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等,适当调整期厚度,保护混凝土,避免受到环境的影响而出现裂缝。
3、温度的控制
施工单位对温度的控制可以采取以下几方面措施:(1)降低混凝土的浇筑温度。在拌合混凝土时用水将碎石冷却,利用浇筑面散热。在高温作业时在混凝土中埋设水管,作业时通冷水达到降温目的。(2)注意天气情况,在气温骤降时要对混凝土表面进行保温防止混凝土表面发生急剧的温度变化。(3)合理地安排施工工序,避免侧面的长期暴露以及过大的高差。
4、建筑材料质量的控制
桥梁施工的材料对于混凝土构建的性能有着直接的影响,尤其是抗拉强度,因此需要抓好施工材料的质量工作。桥梁施工中需要使用的材料极为丰富,包括钢筋、砂土、水泥、水、碎石、添加剂等,上述材料均需要进行相应的抽样检验,发现材料质量不合格,应禁止其进场,以免影响到其抗拉强度。在混凝土的配比设计方面,需要先在实验室进行设计、论证后,才能在现场运用,严格控制其配比。如果在施工过程中出现特殊的天气,如高温天气、暴雨、空气湿度大等,则需要对各种材料的含水量进行检测,包括砂土的含水量、碎石的含水量等,根据检测数据适当调整材料的配比,使之更加科学,提高其抗拉强度,施工中就不易出现裂缝问题,质量更加良好。
5、加强施工人员培训
对施工人员加强技术培训,提高其理论知识水平和实践技能,特别是对一些从事特殊工种的工人,必须实施持证上岗。对未取得合格证的工人一律不准上岗。对施工人员长期进行安全教育,增强质量意识,增强施工人员的责任感和事业心,充分发挥其主观能动性,使其树立正确的质量与效益观念,杜绝偷工减料和工人技术不过关的发生。
结语:综上所述,在对桥梁施工裂缝成因有了深入分析之后,可以较清楚地了解在桥梁施工过程中施工裂缝对工程质量的危害。根据施工裂缝的成因,要采取相应防治措施来降低桥梁施工裂缝对桥梁的危害。为了保证结构的安全和耐用,必须严格按照国家相关规范、技术标准进行设计、施工。在桥梁的施工过程中,严格控制材料的质量,改进混凝土施工工艺。结合材料的特点、天气情况、现场条件等多方面因素,采取合理有效的措施,尽可能地减少裂缝的生成。此外,在使用过程中,要定期进行巡查和管理,加强对桥梁结构的维护工作,确保桥梁的安全运行。
参考文献:
[1]邢向明.试论公路桥梁施工裂缝的原因及其解决对策[J].黑龙江交通科技,2013,(04).
[2]邓雷.论公路桥梁混凝土裂缝成因及有效预防措施[J].科技致富向导,2011,(05).
[3]刘勇刚,彭晓光.混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及防治措施[J].交通科技,2009,(S1).
[4]叶翰松.耐久性混凝土施工温度与裂缝控制技术[J].上海铁道科技,2009,(01).
1、温度裂缝
温度裂缝是桥梁工程混凝土裂缝产生的主要原因之一。混凝土与其他物质一样具有热胀冷缩的性质,当混凝土受外部环境或内部因素的影响产生温度变化时,若受到外部结构的约束,就会在混凝土内部产生影响的应力,当内部用力大于混凝土构件的抗拉强度时,就产生了温度裂缝。
2、荷载变化引发的裂缝
若混凝土受到不当的静力荷载、动力荷载或次应力频繁荷载时,会造成混凝土表面裂缝。这种裂缝通常包括以下几种:弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝、局部应力裂缝。以上各种荷载裂缝的产生原因与表现形式、产生部位均有所差异,通常发生在桥梁受拉力、剪应力较大以及振动较为显著的部位,对桥梁稳定性与耐久性有着较大的危害。
3、冻胀裂缝
当气温低于零度时,混凝土内部水分会产生凝结现象,当游离态的水变成固态的水时,其体积会产生膨胀,膨胀幅度大约在10%左右,水的膨胀会造成膨胀应力,对混凝土构件产生不利的影响。此外,混凝土内部凝胶孔中的水分会因
凝固而产生转移与重新排列,进而造成渗透压,渗透压作用下混凝土内部膨胀应力会进一步增大,造成混凝土强度下降并产生裂缝。冻胀裂缝通常发生在混凝土初凝阶段,通常会对混凝土构件的稳定性、安全性与外观质量造成严重的影响,会使混凝土凝固后的强度减少30% ~ 50%,因而在环境温度较低时,桥梁施工中应格外注意混凝土构件的保温工作。
4、施工材料因素引发的裂缝
桥梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等等。若混合料原材料质量不合格,会严重影响混凝土机构的施工质量。例如,若所选砂石粒径太大或太小、配率不良、会导致混凝土材料空隙率过大进而导致水泥和搅拌水的用量增加,进而使混凝土凝固过程中水化热增大,从而降低混凝土结构强度,造成裂缝的产生;如果混凝土材料中砂石中云母等矿物质的含量超标,会直接减弱水泥和骨料物质的粘结力,并降低混凝土的强度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高,会使拌合过程中水的用量增加,直接影响混凝土的强度、抗渗性、抗冻性;如果混凝土材料中的有机质含量偏高,会造成混凝土硬化时间延长,影响混凝土强度,引发早期裂缝。
二、桥梁施工裂缝的处理措施
1、设计防裂控制措施
从设计阶段入手来尽量避免荷载裂缝。设计是应避免结构的突变或者断面的突变。在结构突变不可避免的情况下应做好某些细部的处理,例如将突变处做成渐变的形式,将转角处做成圆角的形式。为了防止混凝土受温度变化引起的裂缝,可以增加构造配筋来提高混凝土的抗裂能力。设计时必须严格按照相关规范对裂缝宽度控制的要求。
2、施工质量的控制
由施工质量引起的裂缝发生率高达95%,合理的施工方案对预防和控制裂缝有关键的作用。施工方案包括确定浇筑量、浇筑时间、施工缝的间距和位置、施工顺序等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,应设置在变截面处或者受拉、弯、剪应力最小的位置。此外,也应注意水平施工缝留设位置,一般情况下,应留在变截面处或设在混凝土的受压区并远离钢筋受拉部位。如果在施工期间对裂缝加以控制,在使用期间开裂的可能性将大大减小。
3、规范施工过程
施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响,具体可以分为以下两点:①充分振捣 分层浇筑混凝土的过程中,分层的厚度均需要保持在振动棒的 1.25 倍以内。振捣的过程中,需要将其插入下一层中,深度约为 55cm 左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣,振捣需要均匀,全面,避免出现遗漏的位置;②设置保护层 设置混凝土保护层主要是保护钢筋,防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时,需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值,将其作为其厚度,并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等,适当调整期厚度,保护混凝土,避免受到环境的影响而出现裂缝。
3、温度的控制
施工单位对温度的控制可以采取以下几方面措施:(1)降低混凝土的浇筑温度。在拌合混凝土时用水将碎石冷却,利用浇筑面散热。在高温作业时在混凝土中埋设水管,作业时通冷水达到降温目的。(2)注意天气情况,在气温骤降时要对混凝土表面进行保温防止混凝土表面发生急剧的温度变化。(3)合理地安排施工工序,避免侧面的长期暴露以及过大的高差。
4、建筑材料质量的控制
桥梁施工的材料对于混凝土构建的性能有着直接的影响,尤其是抗拉强度,因此需要抓好施工材料的质量工作。桥梁施工中需要使用的材料极为丰富,包括钢筋、砂土、水泥、水、碎石、添加剂等,上述材料均需要进行相应的抽样检验,发现材料质量不合格,应禁止其进场,以免影响到其抗拉强度。在混凝土的配比设计方面,需要先在实验室进行设计、论证后,才能在现场运用,严格控制其配比。如果在施工过程中出现特殊的天气,如高温天气、暴雨、空气湿度大等,则需要对各种材料的含水量进行检测,包括砂土的含水量、碎石的含水量等,根据检测数据适当调整材料的配比,使之更加科学,提高其抗拉强度,施工中就不易出现裂缝问题,质量更加良好。
5、加强施工人员培训
对施工人员加强技术培训,提高其理论知识水平和实践技能,特别是对一些从事特殊工种的工人,必须实施持证上岗。对未取得合格证的工人一律不准上岗。对施工人员长期进行安全教育,增强质量意识,增强施工人员的责任感和事业心,充分发挥其主观能动性,使其树立正确的质量与效益观念,杜绝偷工减料和工人技术不过关的发生。
结语:综上所述,在对桥梁施工裂缝成因有了深入分析之后,可以较清楚地了解在桥梁施工过程中施工裂缝对工程质量的危害。根据施工裂缝的成因,要采取相应防治措施来降低桥梁施工裂缝对桥梁的危害。为了保证结构的安全和耐用,必须严格按照国家相关规范、技术标准进行设计、施工。在桥梁的施工过程中,严格控制材料的质量,改进混凝土施工工艺。结合材料的特点、天气情况、现场条件等多方面因素,采取合理有效的措施,尽可能地减少裂缝的生成。此外,在使用过程中,要定期进行巡查和管理,加强对桥梁结构的维护工作,确保桥梁的安全运行。
参考文献:
[1]邢向明.试论公路桥梁施工裂缝的原因及其解决对策[J].黑龙江交通科技,2013,(04).
[2]邓雷.论公路桥梁混凝土裂缝成因及有效预防措施[J].科技致富向导,2011,(05).
[3]刘勇刚,彭晓光.混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及防治措施[J].交通科技,2009,(S1).
[4]叶翰松.耐久性混凝土施工温度与裂缝控制技术[J].上海铁道科技,2009,(01).