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摘要:在桥梁施工过程中出现裂缝是比较常见的现象,桥梁出现裂缝会严重影响桥梁工程的质量,情况严重时甚至会造成桥体的垮塌。多年来,施工裂缝问题一直困扰着桥梁施工人员。基于此,文章分析了桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因,并总结归纳了桥梁工程混凝土裂缝的控制对策,以期为预防和控制桥梁裂缝方面提供一些经验。
关键词:桥梁工程;施工;混凝土裂缝
引言
桥梁建设是交通网络建设的必要环节,是完善的交通网络不可缺少的建筑体。近年来常出现由桥梁施工裂缝问题而引发的桥梁质量事故和交通事故,桥梁质量的监控成为桥梁建设与维护的重点工作。科学地分析桥梁出现裂缝的原因,并提出行之有效的解决对策,可以防止桥梁建设中出现较大较多的裂缝,对于维护桥梁建筑的稳固安全性能和保障桥梁交通结构的质量具有重要价值。
1桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因
1.1沉降裂缝。桥台和路基连接的部位或路基混凝土路面,在所填的土质和温度不均匀的作用下,就有可能造成路基支承不均匀的现象产生。这样的桥梁上,倘若路基发生下沉,车辆行驶的压力和板块自重将共同作用在桥梁之上,纵向裂缝就此发生。一旦出现,裂缝将在雨水的侵蚀下,愈演愈烈。
1.2温度裂缝。热胀冷缩是所有材料都具有的固有属性,水泥混凝土也都具备。之所以桥面铺装层会出现热胀冷缩,很大程度上是因为相邻部分或整体性的限制,混凝土的抗折强度要小于抗压强度,因此铺装层一旦有拉伸变形,裂缝在所难免。一般情况下,温度下降就容易造成温度裂缝。
1.3冷缩裂缝。水泥水化过程中,初期时,热量散发的速度偏慢。半小时后,温度后慢慢升高,水泥凝结后的12小时后,温度将上升到80~90℃,内部硅的体积逐渐变大,板面温度会随着湿水养护和夜间温度的降低而发生收缩,混凝土外部收缩,内部却在膨胀,将产生巨大的拉力,拉力一旦超过混凝土所能够承受的抗拉范围,就会产生横向断裂或冷缩裂缝。值得注意的是,在高温降低后,受到已有硬化硷或基层限制的影响,收缩的幅度会因为温度的降低而受到限制,进而产生裂缝,这种裂缝以贯穿路面为主,技术人员一旦发现此问题,应该及时的实施切缝,减少裂缝的发生率。
1.4干缩裂缝。混凝土容易出现硬化,在此过程中,水泥浆体会因为水分不足而产生收缩,收缩应力会在收缩受制的情况下产生,混凝土受到限制时,其抗拉弹性和徐变应变在硬化干燥过程中,与混凝土自身的自由收缩率不一致时就会出现裂缝。
1.5板角裂缝。板角是混凝土路面板较为脆弱的部分,由于侧模的模壁作用,使得对混凝土振捣密实很难进行,板角密实度没有达到要求,强度自然不足,进而在受力上存在不力,车辆行驶在上,板角裂缝就此产生。
1.6表面裂缝。混凝土混合料初期失水速度较快,从而造成干缩或碳化收缩,是桥梁表面发生裂缝的主因。混凝土混合料出现分层离析,进而形成表层泌水,混凝土表面的含水量随之增大。当表面水的蒸发速度大于泌水速度时,水的蒸发面会渗入到混合料,并且致使凹面的压力大于凸面的,固体颗粒间形成毛细管张力。混凝土表面没有完全硬化时,难以对抗毛细管张力,混凝土表面就出现了裂缝。
1.7接缝碎裂。水泥混凝土路面板接缝两侧的剪切挤碎情况就是接缝碎裂的理论内涵。胀缝宽度在不同的温度下会产生不同的效果。气温高时,缝中的填缝料会被挤出;气温低时,性能比较差的填料很难予以恢复,缝中极有可能出现缝隙,成为板块伸张的阻力,造成接缝处损坏。
2桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因及对策
2.1控制材料质量
在同样的条件下,要想避免混凝土干燥收缩产生的裂缝必须要通过相对合理选择混凝土组成材料和优化配合比,来提高材料的抗裂性。第一,在水泥、钢筋、石子和沙子等材料选择中,要根据结构的具体要求来进行材料的选择。第二,合理的控制掺合剂与外加剂的使用,只要选择合理,就能够将混凝土的工作性能提高,降低水化热。第三,做好补偿收缩混凝土技术的应用。将一定量的膨胀剂添加到混凝土中来对混凝土的收缩加以补偿,就能够解决因为收缩而产生的裂缝。
2.2做好对于混凝土材料的配比工作
混凝土的配比对于混凝土的可靠性有着很大的影响,在对混凝土配比过程中,如果有吸收率比较大的施工骨料,而且骨料中的含泥量、干缩量也比较大,那么混凝土干缩性会增加。为增强混凝土材料的和易性、抗渗性、可泵性以及抗离析能力,可在混凝土材料中掺一些粉煤灰或高效的减水剂,以减少渗水现象,进而减少混凝土裂缝问题的出现。现今,很多工程都采用混凝土搅拌站进行统一搅拌,可以通过电脑对混凝土的配比搅拌进行精确控制,但是在设计配比比例时,设计人员和管理人员需要进行相应的实地考察,从而确定混凝土的配比比率。
2.3控制混凝土浇筑
混凝土浇筑过程中,为有效地防止施工裂缝,要先确定混凝土运距、运输车数量以及易产生裂缝位置。混凝土的供应必须能保证浇筑、振捣的连续。混凝土粗骨料在振捣过程中下沉,细骨料在中间,水泥砂浆由于较轻会上浮至表面,这样一来表面硬化后会干缩的较厉害,形成收缩裂缝,较好的处理方法是待表面混凝土终凝前对其进行二次抹光压平。混凝土浇筑完 24 h 内,禁止施工材料吊卸,避免对混凝土扰动。
2.4混凝土的养护管理
混凝土在养护过程中,产生裂缝的一个重要因素是混凝土水化过程中产生大量的水化热,导致混凝土内部急剧升温,混凝土内外产生温差,当温差达到一定程度,混凝土表面就会开裂,大体积混凝土的开裂尤其严重。混凝土养护过程中非常关键的一个环节就是降低内外温差,冬季施工的混凝土外部保温非常重要,对于大体积混凝土,冬季养护可以采取外部保温,内部用管道循环水降温的办法。夏季还要注意洒水养护,防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天气混凝土又不能停工时,浇筑完毕及时用塑料薄膜和草垫覆盖。对未浇筑的地方做好防排水,以免影响后续的浇筑质量。
2.6使用科学实用的修补工艺
(1)桥梁表面裂缝修补法。在桥梁裂缝程度较轻,桥体承载力不受过重影响的情况下使用此种修补工艺,裂缝一般较小、较浅,因此采用表面修补法简单实用,而且比较经济,适用于多种原因导致的桥梁表面裂缝。(2)灌浆、嵌缝封堵法。在桥梁结构混凝土裂缝较大、较长、较深的情况下使用此种方式。具体操作为将调制好的灌浆混凝土灌入嵌入裂缝中,达到彻底的封堵。这种方式一般适用于对桥体整体结构的稳固有重大影响和威胁的裂缝和有防渗要求的桥梁工程。浆液材料中有强力粘合剂,硬化之后可以紧密粘合裂开的混凝土结构,从而保障桥梁结构的稳固性。(3)打筛加固封闭法。桥梁结构的稳定性严重受到裂缝影响时,可以采用打筛加固法进行裂缝封闭,主要应对钢筋混凝土梁件产生主应力裂缝的情况。(4)电化学防护法。电化学防护法是比较先进的固定方法,它通过利用施加电场在介质中的作用范围,为钢筋混凝土提供一个良好的硬化环境,防止桥梁发生裂缝,增加桥梁体的抗腐蚀性,是一种极为有效的防护方式。
结束语
总而言之,影响混凝土裂缝的因素很多,而且不同环境、施工、使用等条件下,各种影响因素的影响程度是不同的。在实际施工中,要最大限度上减少由于裂缝给桥面带来的伤害,也是提高驾驶员行驶的舒适度,尽量减少交通事故和人员财产损失的有效措施。
参考文献
[1]GB 50496-2009,大体积混凝土施工规范[S].
[2]JGJ 63-2006,混凝土用水标准[S].
[3]李开艳.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析[J].门窗,2013(01).
摘要:在桥梁施工过程中出现裂缝是比较常见的现象,桥梁出现裂缝会严重影响桥梁工程的质量,情况严重时甚至会造成桥体的垮塌。多年来,施工裂缝问题一直困扰着桥梁施工人员。基于此,文章分析了桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因,并总结归纳了桥梁工程混凝土裂缝的控制对策,以期为预防和控制桥梁裂缝方面提供一些经验。
关键词:桥梁工程;施工;混凝土裂缝
引言
桥梁建设是交通网络建设的必要环节,是完善的交通网络不可缺少的建筑体。近年来常出现由桥梁施工裂缝问题而引发的桥梁质量事故和交通事故,桥梁质量的监控成为桥梁建设与维护的重点工作。科学地分析桥梁出现裂缝的原因,并提出行之有效的解决对策,可以防止桥梁建设中出现较大较多的裂缝,对于维护桥梁建筑的稳固安全性能和保障桥梁交通结构的质量具有重要价值。
1桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因
1.1沉降裂缝。桥台和路基连接的部位或路基混凝土路面,在所填的土质和温度不均匀的作用下,就有可能造成路基支承不均匀的现象产生。这样的桥梁上,倘若路基发生下沉,车辆行驶的压力和板块自重将共同作用在桥梁之上,纵向裂缝就此发生。一旦出现,裂缝将在雨水的侵蚀下,愈演愈烈。
1.2温度裂缝。热胀冷缩是所有材料都具有的固有属性,水泥混凝土也都具备。之所以桥面铺装层会出现热胀冷缩,很大程度上是因为相邻部分或整体性的限制,混凝土的抗折强度要小于抗压强度,因此铺装层一旦有拉伸变形,裂缝在所难免。一般情况下,温度下降就容易造成温度裂缝。
1.3冷缩裂缝。水泥水化过程中,初期时,热量散发的速度偏慢。半小时后,温度后慢慢升高,水泥凝结后的12小时后,温度将上升到80~90℃,内部硅的体积逐渐变大,板面温度会随着湿水养护和夜间温度的降低而发生收缩,混凝土外部收缩,内部却在膨胀,将产生巨大的拉力,拉力一旦超过混凝土所能够承受的抗拉范围,就会产生横向断裂或冷缩裂缝。值得注意的是,在高温降低后,受到已有硬化硷或基层限制的影响,收缩的幅度会因为温度的降低而受到限制,进而产生裂缝,这种裂缝以贯穿路面为主,技术人员一旦发现此问题,应该及时的实施切缝,减少裂缝的发生率。
1.4干缩裂缝。混凝土容易出现硬化,在此过程中,水泥浆体会因为水分不足而产生收缩,收缩应力会在收缩受制的情况下产生,混凝土受到限制时,其抗拉弹性和徐变应变在硬化干燥过程中,与混凝土自身的自由收缩率不一致时就会出现裂缝。
1.5板角裂缝。板角是混凝土路面板较为脆弱的部分,由于侧模的模壁作用,使得对混凝土振捣密实很难进行,板角密实度没有达到要求,强度自然不足,进而在受力上存在不力,车辆行驶在上,板角裂缝就此产生。
1.6表面裂缝。混凝土混合料初期失水速度较快,从而造成干缩或碳化收缩,是桥梁表面发生裂缝的主因。混凝土混合料出现分层离析,进而形成表层泌水,混凝土表面的含水量随之增大。当表面水的蒸发速度大于泌水速度时,水的蒸发面会渗入到混合料,并且致使凹面的压力大于凸面的,固体颗粒间形成毛细管张力。混凝土表面没有完全硬化时,难以对抗毛细管张力,混凝土表面就出现了裂缝。
1.7接缝碎裂。水泥混凝土路面板接缝两侧的剪切挤碎情况就是接缝碎裂的理论内涵。胀缝宽度在不同的温度下会产生不同的效果。气温高时,缝中的填缝料会被挤出;气温低时,性能比较差的填料很难予以恢复,缝中极有可能出现缝隙,成为板块伸张的阻力,造成接缝处损坏。
2桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因及对策
2.1控制材料质量
在同样的条件下,要想避免混凝土干燥收缩产生的裂缝必须要通过相对合理选择混凝土组成材料和优化配合比,来提高材料的抗裂性。第一,在水泥、钢筋、石子和沙子等材料选择中,要根据结构的具体要求来进行材料的选择。第二,合理的控制掺合剂与外加剂的使用,只要选择合理,就能够将混凝土的工作性能提高,降低水化热。第三,做好补偿收缩混凝土技术的应用。将一定量的膨胀剂添加到混凝土中来对混凝土的收缩加以补偿,就能够解决因为收缩而产生的裂缝。
2.2做好对于混凝土材料的配比工作
混凝土的配比对于混凝土的可靠性有着很大的影响,在对混凝土配比过程中,如果有吸收率比较大的施工骨料,而且骨料中的含泥量、干缩量也比较大,那么混凝土干缩性会增加。为增强混凝土材料的和易性、抗渗性、可泵性以及抗离析能力,可在混凝土材料中掺一些粉煤灰或高效的减水剂,以减少渗水现象,进而减少混凝土裂缝问题的出现。现今,很多工程都采用混凝土搅拌站进行统一搅拌,可以通过电脑对混凝土的配比搅拌进行精确控制,但是在设计配比比例时,设计人员和管理人员需要进行相应的实地考察,从而确定混凝土的配比比率。
2.3控制混凝土浇筑
混凝土浇筑过程中,为有效地防止施工裂缝,要先确定混凝土运距、运输车数量以及易产生裂缝位置。混凝土的供应必须能保证浇筑、振捣的连续。混凝土粗骨料在振捣过程中下沉,细骨料在中间,水泥砂浆由于较轻会上浮至表面,这样一来表面硬化后会干缩的较厉害,形成收缩裂缝,较好的处理方法是待表面混凝土终凝前对其进行二次抹光压平。混凝土浇筑完 24 h 内,禁止施工材料吊卸,避免对混凝土扰动。
2.4混凝土的养护管理
混凝土在养护过程中,产生裂缝的一个重要因素是混凝土水化过程中产生大量的水化热,导致混凝土内部急剧升温,混凝土内外产生温差,当温差达到一定程度,混凝土表面就会开裂,大体积混凝土的开裂尤其严重。混凝土养护过程中非常关键的一个环节就是降低内外温差,冬季施工的混凝土外部保温非常重要,对于大体积混凝土,冬季养护可以采取外部保温,内部用管道循环水降温的办法。夏季还要注意洒水养护,防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天气混凝土又不能停工时,浇筑完毕及时用塑料薄膜和草垫覆盖。对未浇筑的地方做好防排水,以免影响后续的浇筑质量。
2.6使用科学实用的修补工艺
(1)桥梁表面裂缝修补法。在桥梁裂缝程度较轻,桥体承载力不受过重影响的情况下使用此种修补工艺,裂缝一般较小、较浅,因此采用表面修补法简单实用,而且比较经济,适用于多种原因导致的桥梁表面裂缝。(2)灌浆、嵌缝封堵法。在桥梁结构混凝土裂缝较大、较长、较深的情况下使用此种方式。具体操作为将调制好的灌浆混凝土灌入嵌入裂缝中,达到彻底的封堵。这种方式一般适用于对桥体整体结构的稳固有重大影响和威胁的裂缝和有防渗要求的桥梁工程。浆液材料中有强力粘合剂,硬化之后可以紧密粘合裂开的混凝土结构,从而保障桥梁结构的稳固性。(3)打筛加固封闭法。桥梁结构的稳定性严重受到裂缝影响时,可以采用打筛加固法进行裂缝封闭,主要应对钢筋混凝土梁件产生主应力裂缝的情况。(4)电化学防护法。电化学防护法是比较先进的固定方法,它通过利用施加电场在介质中的作用范围,为钢筋混凝土提供一个良好的硬化环境,防止桥梁发生裂缝,增加桥梁体的抗腐蚀性,是一种极为有效的防护方式。
结束语
总而言之,影响混凝土裂缝的因素很多,而且不同环境、施工、使用等条件下,各种影响因素的影响程度是不同的。在实际施工中,要最大限度上减少由于裂缝给桥面带来的伤害,也是提高驾驶员行驶的舒适度,尽量减少交通事故和人员财产损失的有效措施。
参考文献
[1]GB 50496-2009,大体积混凝土施工规范[S].
[2]JGJ 63-2006,混凝土用水标准[S].
[3]李开艳.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析[J].门窗,2013(01).