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摘要:桥梁施工过程中,很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。混凝土开裂经常困扰着我们桥梁工程技术人员。其实,如果采取有效的施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。混凝土裂縫的成因复杂而繁多. 甚至多种因素相互影响。本文探讨了混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策
关键词:混凝土;桥梁施工;裂缝;成因;防治对策
中图分类号: TV543 文献标识码: A
一、前言
桥梁工程作为公路铁路建设项目的重要组成部分,其安全通畅是促进交通运输事业发展的重要支撑。现阶段我国桥梁坍塌等事故时有发生,造成了巨大的人员财产损失。因此在桥梁工程施工过程中,控制可能影响桥梁结构安全的潜在因素,是避免桥梁安全事故发生的有效途径。混凝土裂缝作为桥梁混凝土施工常见质量通病之一,直接影响到桥梁结构的整体安全性,也是桥梁事故的诱因之一,因此科学合理的预防治理裂缝的发生对于保证桥梁结构安全具有重要的意义。
二、混凝土桥梁施工裂缝的成因
(一)在超负荷下也就是说在荷载作用下使设计产生的结构型式裂缝称之为设计结构裂缝。比方说非预应力的预制,当然,这种情况我们会考虑到。我们用预防这种方式来解决这一问题,但是荷载作用是十分强大的,它会使预防变弱直至消失,最终在后梁抵抗拉区部分的混凝土就会开裂这种裂缝是相当正常的,只要它的宽度小于0.2mm,桥梁不会出现大的问题,若大于这个宽度我们施工队就要警惕了,要针对这个裂缝做进一步调查,以保证结构的安全。荷载裂缝还有很多,在设计时桥梁结构中的受力程度与实际的受力程度不一样,造成荷载能力不准确,桥梁结构不够安全使得结构设计断面不够,钢筋的位置摆放错误等,到最后便会开裂。桥梁的设计考虑的不够周到,钢筋混凝土的受力不匀导致表面开裂。在对混凝土的结构施行擅自做主的改变便会使整体的构件结构的受力模式改变,造成混凝土的裂缝。还有就是施工的时候桥梁上经常会出现一些凿槽、设置牛腿、开洞等一系列的设计,这些是很难用相当精确的模型来计算的,这时就需要有相当丰富的经验来估测受力钢筋的大小。在那个孔洞的旁边会产生一定的力流并出现绕射现象。如果处理的不好受力的混凝土就会承受不住而出现裂缝。
(二)我们在施工过程中难免会出现一些小失误,这些由于在施工过程中引发的结构性裂缝我们称之为施工结构性裂缝。例如:在预应力结构中被张拉出的裂缝,还有就是我们在拆除一些钢筋混凝土的持续的箱梁上的支架时,不小心产生的裂缝等等。另外还有收缩引起的裂缝,这方面的问题是最常见的,在混凝土浇筑到上面之后会出现水化反应,水分在空气下急剧蒸发,混凝土失去了水分就变小了,在这个时候滑料因为自重向下沉,当混凝土还没有变硬时称之为塑性收缩,在混凝土开始变硬的时候其中会发生一些化学反应,我们称之为自生收缩。在空气中,水泥与二氧化碳再亲密接触的同时会引发收缩变形我们称之为碳化收缩。此种收缩是要在一定条件下才能形成的,空气中的湿度在50%的情况下才可以,并且它的速度是与二氧化碳的浓度有关的,浓度越大收缩的速度就越快。
(三)桥梁的地基问题也是影响裂缝的原因之一。虽说是同一个地方,但地质的差异很大,在桥梁施工时地基土会出现不同程度的沉降,还有就是荷载不均,桥梁上所承载的压力不同,长而久之必然会发生裂缝。冬天时,气温也会影响桥梁的建设。地基冻胀,零摄氏度以下的环境下,地表含的水分较多而发生冰冻膨胀,在这种情况下如果气温上升地基便会下沉,在选择建筑桥梁的时候,桥梁若在滑坡体、溶洞等一些容易倒塌的地方,那更会造成裂缝。
(四)另外,混凝土还有热胀冷缩的性质,天气以及季节的变化会影响混凝土,温度上升混凝土就膨胀,气温下降混凝土就缩小,这样就会使其变形。在跨度大的桥梁建筑中,温度的适应能力可以达到甚至超过活载应力。温度裂缝与其他裂缝不同,它是随着温度的变化而改变。
四、桥梁混凝土裂缝的施工防治措施
1、做好科学的设计
(一)对于地基的不均匀沉降,可通过调整基础的类型进行控制,如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
(二)在梁板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。
2、材料的控制
在施工的过程中,施工技术是混凝土桥梁施工的一大保障。在施工中,应严格按照施工技术规范的有关规定进行操作,如对原材料(水泥、砂子、碎石、水,外加剂,外掺剂等),原材料的质量有保障,那么在施工过程中,工艺先进、施工过程比较合理的情况下,就不应该产生质量问题。所在,把好原材料的关,是重要的一个环节。对原材料的检验,以及混凝土在使用前的配比试验,都是必不可少的环节。或者是在高温、潮湿等恶劣天气环境下,对砂石、石粒进行含水性测试,及时调整与水泥和水的配比量,切不可一成不变,用以确保混凝土在使用过程中的施工质量。
3、选择与结构相适应的混凝土,混凝土的强度、等级应严格控制,避免使用早、强、高的水泥。在施工中选用早期强度高以及收缩值较小的普通硅酸盐以及硅酸盐水泥。掺入高效的减水剂来提高混凝土的塌落度及和易性,严格控制水灰比,尽量减少水泥和水的用量。
4、浇筑方法
混凝土的施工过程需要按照严格的流程规定进行混凝土浇筑,从自然流淌、水平分层、斜向分段、持续推移、最后一次到顶,中间不能有任何差错。一旦发现混凝土不合格就必须退回搅拌站,重新搅拌。浇筑过程中禁止向已搅拌好的混凝土中添加水。并做到浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振。提倡采用二次振捣.二次抹面技术,以排除泌水混凝土内部的水分和气泡。混凝土的分层厚度也要准确把握,新一层的混凝土必须被上层混凝土全部覆盖之后才能进行下一层的浇筑,这样才能有效防止由于时间间隔过长导致施工裂缝。
5、混凝土的养护
混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。要防止混凝土过冷,尽量使混凝土的施工温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止混凝土内外温度差。最好做到早期就用土工布,塑料薄膜的保温材料保温,保水。定时间隔的洒水或薄膜保湿等措施进行养护,尽量避免混凝土的急剧干燥或温度剧变。一般普通的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,养护时间应不得少于7天。特别是冬季施工的桥梁尤为要注意,千万不能向露于空气的部位的混凝土直接浇水,可以采用塑料薄膜覆盖或其它的材料进行保湿养护,防止混凝土与外界温度变化和水分散失产生裂缝。
6、表面修补
表面修补法是一种常见、简单的裂缝处理方法,常用于结构未受到影响的表面裂缝以及延伸裂缝的处理。通常最直接的方法是在水泥表面涂抹水泥浆,当然还有其他的方法,比如,在混凝土表面刷油漆、沥青、涂料等防腐式性材料。另外,为了防止其他的外在的力量使混凝土继续开裂,常在裂缝的表面粘帖玻璃纤维布等措施。
7、灌浆、嵌缝封堵
用灌浆、裂缝封堵法对裂缝进行修补常在下列情况:对混凝土有防渗要求的裂缝,对混凝土结构整体性有影响的裂缝。对凝土裂缝进行修补,这种方法简单的说,就是使用压力设备强行将胶结材料压到混凝土裂缝当中,当这种胶结材料进入裂缝后,它将迅速硬化并与混凝土形成一个胶结的整体,从而起封堵加固的目的。在这种工作中,常用的胶结材料有环氧树脂、水泥浆、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。嵌缝法是混凝土裂缝修补中较为常用的一种方法,通常沿着裂缝进行凿槽,在槽中嵌入刚性或者刚性止水材料,以达到裂缝封闭的目的。施工中常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等;常用的刚性材料为水泥砂浆。
五、结束语
总之,在桥梁施工中,出现裂缝是正常情况,但需要我们对其进行防治,这样才能保证桥梁施工的质量,保证桥梁的行车安全。
参考文献:
[1] 张进才.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4).
[2] 邓小芳.浅谈某桥梁建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10).
[3]翟品良 《水泥混凝土路面施工控制》中国新技术新产品 2011年14期
[4] 庄承波《水泥混凝土路面裂缝的原因及预防措施》黑龙江科技信息 2011年21期
关键词:混凝土;桥梁施工;裂缝;成因;防治对策
中图分类号: TV543 文献标识码: A
一、前言
桥梁工程作为公路铁路建设项目的重要组成部分,其安全通畅是促进交通运输事业发展的重要支撑。现阶段我国桥梁坍塌等事故时有发生,造成了巨大的人员财产损失。因此在桥梁工程施工过程中,控制可能影响桥梁结构安全的潜在因素,是避免桥梁安全事故发生的有效途径。混凝土裂缝作为桥梁混凝土施工常见质量通病之一,直接影响到桥梁结构的整体安全性,也是桥梁事故的诱因之一,因此科学合理的预防治理裂缝的发生对于保证桥梁结构安全具有重要的意义。
二、混凝土桥梁施工裂缝的成因
(一)在超负荷下也就是说在荷载作用下使设计产生的结构型式裂缝称之为设计结构裂缝。比方说非预应力的预制,当然,这种情况我们会考虑到。我们用预防这种方式来解决这一问题,但是荷载作用是十分强大的,它会使预防变弱直至消失,最终在后梁抵抗拉区部分的混凝土就会开裂这种裂缝是相当正常的,只要它的宽度小于0.2mm,桥梁不会出现大的问题,若大于这个宽度我们施工队就要警惕了,要针对这个裂缝做进一步调查,以保证结构的安全。荷载裂缝还有很多,在设计时桥梁结构中的受力程度与实际的受力程度不一样,造成荷载能力不准确,桥梁结构不够安全使得结构设计断面不够,钢筋的位置摆放错误等,到最后便会开裂。桥梁的设计考虑的不够周到,钢筋混凝土的受力不匀导致表面开裂。在对混凝土的结构施行擅自做主的改变便会使整体的构件结构的受力模式改变,造成混凝土的裂缝。还有就是施工的时候桥梁上经常会出现一些凿槽、设置牛腿、开洞等一系列的设计,这些是很难用相当精确的模型来计算的,这时就需要有相当丰富的经验来估测受力钢筋的大小。在那个孔洞的旁边会产生一定的力流并出现绕射现象。如果处理的不好受力的混凝土就会承受不住而出现裂缝。
(二)我们在施工过程中难免会出现一些小失误,这些由于在施工过程中引发的结构性裂缝我们称之为施工结构性裂缝。例如:在预应力结构中被张拉出的裂缝,还有就是我们在拆除一些钢筋混凝土的持续的箱梁上的支架时,不小心产生的裂缝等等。另外还有收缩引起的裂缝,这方面的问题是最常见的,在混凝土浇筑到上面之后会出现水化反应,水分在空气下急剧蒸发,混凝土失去了水分就变小了,在这个时候滑料因为自重向下沉,当混凝土还没有变硬时称之为塑性收缩,在混凝土开始变硬的时候其中会发生一些化学反应,我们称之为自生收缩。在空气中,水泥与二氧化碳再亲密接触的同时会引发收缩变形我们称之为碳化收缩。此种收缩是要在一定条件下才能形成的,空气中的湿度在50%的情况下才可以,并且它的速度是与二氧化碳的浓度有关的,浓度越大收缩的速度就越快。
(三)桥梁的地基问题也是影响裂缝的原因之一。虽说是同一个地方,但地质的差异很大,在桥梁施工时地基土会出现不同程度的沉降,还有就是荷载不均,桥梁上所承载的压力不同,长而久之必然会发生裂缝。冬天时,气温也会影响桥梁的建设。地基冻胀,零摄氏度以下的环境下,地表含的水分较多而发生冰冻膨胀,在这种情况下如果气温上升地基便会下沉,在选择建筑桥梁的时候,桥梁若在滑坡体、溶洞等一些容易倒塌的地方,那更会造成裂缝。
(四)另外,混凝土还有热胀冷缩的性质,天气以及季节的变化会影响混凝土,温度上升混凝土就膨胀,气温下降混凝土就缩小,这样就会使其变形。在跨度大的桥梁建筑中,温度的适应能力可以达到甚至超过活载应力。温度裂缝与其他裂缝不同,它是随着温度的变化而改变。
四、桥梁混凝土裂缝的施工防治措施
1、做好科学的设计
(一)对于地基的不均匀沉降,可通过调整基础的类型进行控制,如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
(二)在梁板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。
2、材料的控制
在施工的过程中,施工技术是混凝土桥梁施工的一大保障。在施工中,应严格按照施工技术规范的有关规定进行操作,如对原材料(水泥、砂子、碎石、水,外加剂,外掺剂等),原材料的质量有保障,那么在施工过程中,工艺先进、施工过程比较合理的情况下,就不应该产生质量问题。所在,把好原材料的关,是重要的一个环节。对原材料的检验,以及混凝土在使用前的配比试验,都是必不可少的环节。或者是在高温、潮湿等恶劣天气环境下,对砂石、石粒进行含水性测试,及时调整与水泥和水的配比量,切不可一成不变,用以确保混凝土在使用过程中的施工质量。
3、选择与结构相适应的混凝土,混凝土的强度、等级应严格控制,避免使用早、强、高的水泥。在施工中选用早期强度高以及收缩值较小的普通硅酸盐以及硅酸盐水泥。掺入高效的减水剂来提高混凝土的塌落度及和易性,严格控制水灰比,尽量减少水泥和水的用量。
4、浇筑方法
混凝土的施工过程需要按照严格的流程规定进行混凝土浇筑,从自然流淌、水平分层、斜向分段、持续推移、最后一次到顶,中间不能有任何差错。一旦发现混凝土不合格就必须退回搅拌站,重新搅拌。浇筑过程中禁止向已搅拌好的混凝土中添加水。并做到浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振。提倡采用二次振捣.二次抹面技术,以排除泌水混凝土内部的水分和气泡。混凝土的分层厚度也要准确把握,新一层的混凝土必须被上层混凝土全部覆盖之后才能进行下一层的浇筑,这样才能有效防止由于时间间隔过长导致施工裂缝。
5、混凝土的养护
混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。要防止混凝土过冷,尽量使混凝土的施工温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止混凝土内外温度差。最好做到早期就用土工布,塑料薄膜的保温材料保温,保水。定时间隔的洒水或薄膜保湿等措施进行养护,尽量避免混凝土的急剧干燥或温度剧变。一般普通的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,养护时间应不得少于7天。特别是冬季施工的桥梁尤为要注意,千万不能向露于空气的部位的混凝土直接浇水,可以采用塑料薄膜覆盖或其它的材料进行保湿养护,防止混凝土与外界温度变化和水分散失产生裂缝。
6、表面修补
表面修补法是一种常见、简单的裂缝处理方法,常用于结构未受到影响的表面裂缝以及延伸裂缝的处理。通常最直接的方法是在水泥表面涂抹水泥浆,当然还有其他的方法,比如,在混凝土表面刷油漆、沥青、涂料等防腐式性材料。另外,为了防止其他的外在的力量使混凝土继续开裂,常在裂缝的表面粘帖玻璃纤维布等措施。
7、灌浆、嵌缝封堵
用灌浆、裂缝封堵法对裂缝进行修补常在下列情况:对混凝土有防渗要求的裂缝,对混凝土结构整体性有影响的裂缝。对凝土裂缝进行修补,这种方法简单的说,就是使用压力设备强行将胶结材料压到混凝土裂缝当中,当这种胶结材料进入裂缝后,它将迅速硬化并与混凝土形成一个胶结的整体,从而起封堵加固的目的。在这种工作中,常用的胶结材料有环氧树脂、水泥浆、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。嵌缝法是混凝土裂缝修补中较为常用的一种方法,通常沿着裂缝进行凿槽,在槽中嵌入刚性或者刚性止水材料,以达到裂缝封闭的目的。施工中常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等;常用的刚性材料为水泥砂浆。
五、结束语
总之,在桥梁施工中,出现裂缝是正常情况,但需要我们对其进行防治,这样才能保证桥梁施工的质量,保证桥梁的行车安全。
参考文献:
[1] 张进才.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4).
[2] 邓小芳.浅谈某桥梁建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10).
[3]翟品良 《水泥混凝土路面施工控制》中国新技术新产品 2011年14期
[4] 庄承波《水泥混凝土路面裂缝的原因及预防措施》黑龙江科技信息 2011年21期