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摘要:随着社会的发展与进步,重视桥梁混凝土裂缝的施工控制技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍桥梁混凝土裂缝的施工控制技术的有关内容。
关键词桥梁;混凝土;裂缝;施工;控制;技术;
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着现代桥梁工程施工工艺的飞速发展,各种管理手段的不断完善与加强, 桥梁工程的内在施工质量已经有了长足的提高, 外观质量已成为反映施工企业技术水平的最重要的一面, 如何提高砼的外观质量减少裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业要解决的重点问题。
一、工程概况
某—级公路的互通立交有三座跨线桥,分别位于F、HJ三条匝遭七,上部结构为普通钢筋混凝土单箱单室等高连续箱梁,梁高140cm,桥面宽8.5m,三座桥梁跨径为:F匝道桥8X20m一联,H匝道桥为6X20m—联,I匝道桥为5×20m一联,三座匝道桥均位于半径R=72m的圆曲线范围内,F匝道桥超高横坡度由3.29%~7%。H匝道桥超高横坡度由1.36%-7%,I匝道桥超高横坡度由4.4%一7%。箱梁水泥混凝士设计强度等級为C40。
现浇箱梁支架采用碗扣式支架,经对支架系统计算,支架的强度、刚度以及稳定性满足规范要求。在箱梁施工前,对支架进行了预压,预压重量为梁体总重的100%,经预压后,消除了非弹性变形,测得支架的弹性变形为2mm一4mm,与理论计算弹性变形量相吻合。箱粱分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,第二次浇筑顶板和翼板。三座桥的施工在2011年12月至2月份期间,施工时环境平均温度约为6℃。
考虑到跨线桥现浇箱梁施工温度较低,施工单位在模架拆除后于2012年4月中旬对箱梁的混凝士强度进行了检测,箱梁混凝土强度满足设计要求,对混凝土表面进行检查,没有发现裂缝等缺陷。2012年9月份(即三座跨线桥浇筑完成拆除模架后的6个月,这时,桥梁还没有进行混凝士桥面调平层施工和沥青混凝土桥面铺装施工,在进行桥梁外观检查时,在顶板发现较多裂缝。
二、裂缝原因分析
现浇箱梁施工中引起裂缝的因素很多,按照其产生的机理我们可将裂缝分为荷载裂缝、混凝土质量裂缝、收缩裂缝、温度裂缝四类。荷载裂缝是指由桥梁承受荷载重量过重而引起的裂缝,每座桥梁都有其规定的荷载量,一旦过往车辆的荷载超过其额定范围就会引起荷载效应从而产生裂缝。在正常的荷载范围内,经过简单的修补桥梁会很快恢复到正常的服务水平,而如果在桥梁的运行服务期间,产生的裂缝不断增大,且过往车辆的重量并没有超过桥梁的荷载量,桥梁产生的裂缝发展趋势是朝着横向的,那么就说明桥梁很可能出现了建设质量问题。如果桥梁施工中使用的混凝土没有达到质量标准,或混凝土的保护层没有施工到标准厚度,那么在桥梁表面受到大气中二氧化碳的侵蚀,会造成腐蚀情况波及到桥梁的钢筋主体表面,使之周围的混凝土材料碱度进一步降低,这些均能引起桥梁钢筋表面氧化膜的破坏。同时随着桥梁钢筋中钢铁成分的进一步生锈腐蚀,其腐蚀反应产生的氢氧化铁含量会越来越多,当达到一定体积时便会对桥梁周围的混凝土产生较大的膨胀应力,最终导致了桥梁混凝土保护层裂开、剥离,并沿着钢筋的纵向发生裂缝现象。另外还有些施工企业没有采用高质量的钢筋施工,而是选用一些劣质钢筋,从而导致了桥梁保护层厚薄度不一,再加上养护不及时则必然导致桥梁裂缝的大面积产生。再者由于有些桥梁的荷载设计低于其现实服务中长期承受的荷载,因而产生了大面积裂缝,如果裂缝足够深,则会波及到桥梁的混凝土保护层,使其大面积断裂,如果不及时维修,每逢下雨等恶劣天气时,CO2、SO2、NO2将大量的混入桥梁混凝土中,造成桥梁大面积的腐蚀,使钢筋遭到严重的破坏。
三、现浇箱梁施工裂缝的有效应对策略
3、1提高桥梁设计荷载、杜绝因荷载超标导致的施工裂缝
当桥梁设计者依据实地勘察与测量确定桥梁的选址、各项设计参数后便可开始桥梁的大范围施工,在完成设计施工并投入使用后,质量监控者则发现很多桥梁的荷载设计并没有充分考虑其周围环境的交通承载能力,而是完全按照业主的要求或设计的相关规范标准进行图纸设计。而广大业主在一般情况下不会对桥梁的承载能力、具体荷载数据做更为细致的要求,从而导致了桥梁往往在多年通车使用后发现最初的设计荷载数与实际桥梁需求的荷载数完全不相符,根本不能满足桥梁的荷载需求。最终,建设方只有通过对已投入使用的桥梁进行二次加固的方式意图对严重破坏的桥梁施以必要的挽救措施。由此不难看出,与其进行二次加固,使桥梁的施工建设费用大大增加、同时严重影响桥梁的使用寿命,我们还不如在桥梁设计的当初就进行充分的实地考察,在进行荷载设计时科学的依据桥梁的最低使用寿命、现场使用环境、最低承受荷载数量进行反复的考量与推敲,并就近展开附近公路、不同路段在高峰时期的车辆流通情况、最大荷载车辆通过数量测试等。在搜集了完备的资料数据后方可进行桥梁的荷载设计,本着进一步提高设计荷载的原则,使因荷载超标导致的施工裂缝扼杀于摇篮之中。
3、2完善桥梁施工质量建设,严防桥梁保护层遭受破坏
倘若桥梁施工单位没有采用合格的施工材料,没有对施工人员进行科学的施工培训,没有严格树立他们高效的质量控制意识,那么桥梁施工质量建设将无从保证。施工建设方为了提高施工效率、迅速收回施工成本会一味的求施工进度快,而建设方为了节约投资成本又会大肆的选用劣质钢筋、低劣混凝土进行施工,这些不良因素将导致桥梁施工各个环节工作的恶性循环,最终受害的不仅仅是老百姓,更使整个社会的道桥施工管理事业发展蒙上了阴影。因此为了有效的提高桥梁施工建设质量,使桥梁的保护层不遭受任何外界的侵害我们只有从施工原材料、施工人员工作管理、科学施工等环节入手,严把质量关,使桥梁施工在各项工作完备管理的前提下杜绝裂缝现象的发生。首先在施工实践中,相关施工人员应对各类施工材料依据施工建设规范进行严格的质量抽样检查,使施工材料质量控制及时、有效。同时,在每一次浇注施工中还应对使用的同一种材料、同一批量的水泥、砂石进行必要的清洁,尤其对粗集料应进行水洗,从而使各类杂质对施工原材料造成的质量影响降到最低。另外,在桥梁保护层的施工防护建设中,我们首先可通过严格控制使施工材料的采购等环节规范、合理,确保保护层施工的各项材料的优质、高效,例如保护层垫块的质量控制环节,我们可选用高强度的硅质材料做垫块施工,同时还要依据科学的计算测算出垫块的距离,控制垫块的均匀压力,防止因垫块布局不合理、受外界压力不均匀或过大而导致损坏,最终造成桥梁保护层厚度不均的不合理现象。在施工实践中我们还应对桥梁的保护层进行及时的维护,合理增加桥梁保护层的垫块厚度,从而有效的杜绝因保护层厚度不一导致的施工裂缝并引起CO2腐蚀桥梁钢筋的不良现象。当施工过程中发现桥梁保护层有损害的时,则必须立即停止浇注并进行必要的补充工序,使桥梁的浇注施工在高质量的完善控制下高效开展。
结束语
综上所述,箱梁裂缝是危害桥梁建设质量,降低桥梁荷载力,影响桥梁使用寿命、引发桥梁安全隐患的重要因素。面对当今我国道桥建设事业不断拓展、服务职能越来越重要的现状,我们只有充分认清现浇箱梁裂缝大面积产生的原因,找出施工实践中存在的不合理因素、严格控制各项施工环节的科学规范、从质量控制入手、施工材料监控入手,通过及时的现场勘察采取相应的补救措施,才能使箱梁裂缝的产生概率降到最低,有效的延长桥梁的使用寿命,强化其高效的交通运输服务职能。
参考文献
[1] 国荣,赵永鹏.预应力箱梁施工的几点体会[J].山西建筑,2011(4).
[2] 洪丽.96m顶应力箱梁后张拉技术[J].科技情报开发与经济,2010(4).
[3]许立英.桥梁混凝土裂缝分析[J].山西建筑,2006(1).
[4]经柏蒋,谢华鸾。既有混凝土桥梁病害调查及成因分析[J].中外公路,2011(2).
关键词桥梁;混凝土;裂缝;施工;控制;技术;
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着现代桥梁工程施工工艺的飞速发展,各种管理手段的不断完善与加强, 桥梁工程的内在施工质量已经有了长足的提高, 外观质量已成为反映施工企业技术水平的最重要的一面, 如何提高砼的外观质量减少裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业要解决的重点问题。
一、工程概况
某—级公路的互通立交有三座跨线桥,分别位于F、HJ三条匝遭七,上部结构为普通钢筋混凝土单箱单室等高连续箱梁,梁高140cm,桥面宽8.5m,三座桥梁跨径为:F匝道桥8X20m一联,H匝道桥为6X20m—联,I匝道桥为5×20m一联,三座匝道桥均位于半径R=72m的圆曲线范围内,F匝道桥超高横坡度由3.29%~7%。H匝道桥超高横坡度由1.36%-7%,I匝道桥超高横坡度由4.4%一7%。箱梁水泥混凝士设计强度等級为C40。
现浇箱梁支架采用碗扣式支架,经对支架系统计算,支架的强度、刚度以及稳定性满足规范要求。在箱梁施工前,对支架进行了预压,预压重量为梁体总重的100%,经预压后,消除了非弹性变形,测得支架的弹性变形为2mm一4mm,与理论计算弹性变形量相吻合。箱粱分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,第二次浇筑顶板和翼板。三座桥的施工在2011年12月至2月份期间,施工时环境平均温度约为6℃。
考虑到跨线桥现浇箱梁施工温度较低,施工单位在模架拆除后于2012年4月中旬对箱梁的混凝士强度进行了检测,箱梁混凝土强度满足设计要求,对混凝土表面进行检查,没有发现裂缝等缺陷。2012年9月份(即三座跨线桥浇筑完成拆除模架后的6个月,这时,桥梁还没有进行混凝士桥面调平层施工和沥青混凝土桥面铺装施工,在进行桥梁外观检查时,在顶板发现较多裂缝。
二、裂缝原因分析
现浇箱梁施工中引起裂缝的因素很多,按照其产生的机理我们可将裂缝分为荷载裂缝、混凝土质量裂缝、收缩裂缝、温度裂缝四类。荷载裂缝是指由桥梁承受荷载重量过重而引起的裂缝,每座桥梁都有其规定的荷载量,一旦过往车辆的荷载超过其额定范围就会引起荷载效应从而产生裂缝。在正常的荷载范围内,经过简单的修补桥梁会很快恢复到正常的服务水平,而如果在桥梁的运行服务期间,产生的裂缝不断增大,且过往车辆的重量并没有超过桥梁的荷载量,桥梁产生的裂缝发展趋势是朝着横向的,那么就说明桥梁很可能出现了建设质量问题。如果桥梁施工中使用的混凝土没有达到质量标准,或混凝土的保护层没有施工到标准厚度,那么在桥梁表面受到大气中二氧化碳的侵蚀,会造成腐蚀情况波及到桥梁的钢筋主体表面,使之周围的混凝土材料碱度进一步降低,这些均能引起桥梁钢筋表面氧化膜的破坏。同时随着桥梁钢筋中钢铁成分的进一步生锈腐蚀,其腐蚀反应产生的氢氧化铁含量会越来越多,当达到一定体积时便会对桥梁周围的混凝土产生较大的膨胀应力,最终导致了桥梁混凝土保护层裂开、剥离,并沿着钢筋的纵向发生裂缝现象。另外还有些施工企业没有采用高质量的钢筋施工,而是选用一些劣质钢筋,从而导致了桥梁保护层厚薄度不一,再加上养护不及时则必然导致桥梁裂缝的大面积产生。再者由于有些桥梁的荷载设计低于其现实服务中长期承受的荷载,因而产生了大面积裂缝,如果裂缝足够深,则会波及到桥梁的混凝土保护层,使其大面积断裂,如果不及时维修,每逢下雨等恶劣天气时,CO2、SO2、NO2将大量的混入桥梁混凝土中,造成桥梁大面积的腐蚀,使钢筋遭到严重的破坏。
三、现浇箱梁施工裂缝的有效应对策略
3、1提高桥梁设计荷载、杜绝因荷载超标导致的施工裂缝
当桥梁设计者依据实地勘察与测量确定桥梁的选址、各项设计参数后便可开始桥梁的大范围施工,在完成设计施工并投入使用后,质量监控者则发现很多桥梁的荷载设计并没有充分考虑其周围环境的交通承载能力,而是完全按照业主的要求或设计的相关规范标准进行图纸设计。而广大业主在一般情况下不会对桥梁的承载能力、具体荷载数据做更为细致的要求,从而导致了桥梁往往在多年通车使用后发现最初的设计荷载数与实际桥梁需求的荷载数完全不相符,根本不能满足桥梁的荷载需求。最终,建设方只有通过对已投入使用的桥梁进行二次加固的方式意图对严重破坏的桥梁施以必要的挽救措施。由此不难看出,与其进行二次加固,使桥梁的施工建设费用大大增加、同时严重影响桥梁的使用寿命,我们还不如在桥梁设计的当初就进行充分的实地考察,在进行荷载设计时科学的依据桥梁的最低使用寿命、现场使用环境、最低承受荷载数量进行反复的考量与推敲,并就近展开附近公路、不同路段在高峰时期的车辆流通情况、最大荷载车辆通过数量测试等。在搜集了完备的资料数据后方可进行桥梁的荷载设计,本着进一步提高设计荷载的原则,使因荷载超标导致的施工裂缝扼杀于摇篮之中。
3、2完善桥梁施工质量建设,严防桥梁保护层遭受破坏
倘若桥梁施工单位没有采用合格的施工材料,没有对施工人员进行科学的施工培训,没有严格树立他们高效的质量控制意识,那么桥梁施工质量建设将无从保证。施工建设方为了提高施工效率、迅速收回施工成本会一味的求施工进度快,而建设方为了节约投资成本又会大肆的选用劣质钢筋、低劣混凝土进行施工,这些不良因素将导致桥梁施工各个环节工作的恶性循环,最终受害的不仅仅是老百姓,更使整个社会的道桥施工管理事业发展蒙上了阴影。因此为了有效的提高桥梁施工建设质量,使桥梁的保护层不遭受任何外界的侵害我们只有从施工原材料、施工人员工作管理、科学施工等环节入手,严把质量关,使桥梁施工在各项工作完备管理的前提下杜绝裂缝现象的发生。首先在施工实践中,相关施工人员应对各类施工材料依据施工建设规范进行严格的质量抽样检查,使施工材料质量控制及时、有效。同时,在每一次浇注施工中还应对使用的同一种材料、同一批量的水泥、砂石进行必要的清洁,尤其对粗集料应进行水洗,从而使各类杂质对施工原材料造成的质量影响降到最低。另外,在桥梁保护层的施工防护建设中,我们首先可通过严格控制使施工材料的采购等环节规范、合理,确保保护层施工的各项材料的优质、高效,例如保护层垫块的质量控制环节,我们可选用高强度的硅质材料做垫块施工,同时还要依据科学的计算测算出垫块的距离,控制垫块的均匀压力,防止因垫块布局不合理、受外界压力不均匀或过大而导致损坏,最终造成桥梁保护层厚度不均的不合理现象。在施工实践中我们还应对桥梁的保护层进行及时的维护,合理增加桥梁保护层的垫块厚度,从而有效的杜绝因保护层厚度不一导致的施工裂缝并引起CO2腐蚀桥梁钢筋的不良现象。当施工过程中发现桥梁保护层有损害的时,则必须立即停止浇注并进行必要的补充工序,使桥梁的浇注施工在高质量的完善控制下高效开展。
结束语
综上所述,箱梁裂缝是危害桥梁建设质量,降低桥梁荷载力,影响桥梁使用寿命、引发桥梁安全隐患的重要因素。面对当今我国道桥建设事业不断拓展、服务职能越来越重要的现状,我们只有充分认清现浇箱梁裂缝大面积产生的原因,找出施工实践中存在的不合理因素、严格控制各项施工环节的科学规范、从质量控制入手、施工材料监控入手,通过及时的现场勘察采取相应的补救措施,才能使箱梁裂缝的产生概率降到最低,有效的延长桥梁的使用寿命,强化其高效的交通运输服务职能。
参考文献
[1] 国荣,赵永鹏.预应力箱梁施工的几点体会[J].山西建筑,2011(4).
[2] 洪丽.96m顶应力箱梁后张拉技术[J].科技情报开发与经济,2010(4).
[3]许立英.桥梁混凝土裂缝分析[J].山西建筑,2006(1).
[4]经柏蒋,谢华鸾。既有混凝土桥梁病害调查及成因分析[J].中外公路,2011(2).