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摘要:混凝土裂缝问题会降低公路桥梁的整体稳定性和结构强度,甚至还有可能完全
破坏公路桥梁,本文分析了公路桥梁中混凝土裂缝成因,同时,就混凝土施工工艺要点的质量控制进行了深入的探讨。
关键词:道路桥梁施工混凝土裂缝成因与措施
中图分类号: TU997 文献标识码: A
在公路桥梁的建造和使用中,常常因出现裂缝而严重影响工程质量甚至会出现桥梁垮塌的现象,由此可见,混凝土在公路桥梁施工中占有举足轻重的地位,但由于混凝土施工整体性要求高,其工艺流程和组织管理程序相对复杂,因此,混凝土施工具有相当的建设难度,而公路桥梁施工最常见的病害就是裂缝问题,裂缝问题对公路桥梁造成的危害较大,必须充分重视。
一、结构性裂缝的成因分析
在混凝土的浇筑并使用中,因为应用目的,施工工程的不可控等因素的作用,导致混凝土发生裂缝,这主要包括:
1)混凝土骨料中的活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应、硫酸欲与水泥水化时产生的铝酸钙反应,会因体积膨胀而使产生很高的局部拉力,并且有害的化学反应使混凝土中的钢筋生锈,模板的渗透性低、水泥用量过大,导致众多的侵害性效应凝聚,使得混凝土发生器质性的变化,裂缝也随之产生。
2)在施工过程中,由于锚垫板位置没按设计位置布置、错度、错垫板板后螺旋筋,没有顶牢铺垫板、锚垫板栓,造成了预应力结构的张拉裂缝。诸如普通钢筋连续箱梁支架拆除时,产生的裂缝都是如此。
3)联箱梁落架不可能在瞬间完成,有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的力式进行转换,那么连续梁的负弯矩区在简支过程中,由于落架顺序不当或落架时间过长,未达到设计规定的张拉强度,梁底是极有可能要产生横向裂缝。
4)虽然在施工时针对非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁设置了预拱,但在荷载作用下必然会产生的设计结构裂缝,非预应力现浇连续箱梁还在梁顶负弯知区产生裂缝,同时这种裂缝小于0.2毫米或设计规定的范围就是正常的、安全的,否则就需要采取相应的措施进行加固。
二、非结构性裂缝的成因分析
混凝土在浇筑过程中,由于自身不是处于密闭的真空中.因此会随着时间的发展,受到外在环境的影响,发生一定的变化,影响外在质性的完整,造成裂缝的出现,而造成以上效应的过程性诱因主要包括:
1)混凝土在初始24小时构建期,水泥在水化时产生了大量的热。但是由于浇筑的程序性设计令隔板等物件异化为隔热体.导致传热不畅,大量的能量无法及时散发到空气中,使得混凝土温度骤然升高,但是随着时间的推进,空气对流的加速,之前聚集的大量的热得到有效散发,内外温度趋于平衡,混凝土将逐渐冷却,此时混凝土会产生一定程度的收缩,而这种收缩将拉紧其中的材质,特别是钢筋及外部模板,使其弹性下降,造成混凝土开裂。而这种情况,在施工条件相对较差的冬季,这种内外的温差在时间与空间上被进一步放大,表面的收缩率远大于内部的收缩率,造成裂縫。
2)混凝土在浇筑过程中,需要借助大量的水的投放,而促成各材质之间的契合,但是由于外在空气结构的原因,致使混凝土的含水与空气的含水不对称,形成湿度差,使得混凝土内大量的脱水,同时由于混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩变形.受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,造成裂缝。
3)混凝土在浇筑过程中,水泥水化反应激烈,沁水水分急剧蒸发明显。而且骨料因自重下沉,塑性收缩所产生了百分之一左右的量级,由此使得混凝土失水收缩,骨料下沉过程中受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋力向的裂缝,而且在构件竖向变截面处如箱梁腹板与顶底板分接处。因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板力向裂缝。
三、公路桥梁施工裂缝问题的危害
混凝土施工裂缝问题将使公路桥梁产生渗漏,渗漏的后果一般有两方面,一方面当水流涌入公路桥梁混凝土内部之后,可能会导致混凝土水解破坏,从而破坏混凝土结构物。另外一方面裂缝在在压力水作用下,可能导致裂缝逐步扩宽和发展。
同时,由于混凝土碳化的原因也会造成混凝土收缩开裂的现象不断加剧,最终破坏混凝土结构物。混凝土裂缝的存在,可以使空气中的二氧化碳很容易渗透到混凝土结构的内部,在诸如水泥等水化产物的相互作用下反应而形成碳酸钙,即出现混凝土碳化的现象。混凝土碳化会破坏钢筋纯化膜,降低混凝土的碱度,如果空气和水在同时期同时渗入,那么钢筋就产生锈蚀。此外,混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用,将导致进一步扩大裂缝,形成更大的危害。
四、混凝工桥梁施工裂缝控制的基本路径
针对混凝土产生裂缝的非结构性与结构性分类,要采取相应的措施,通过加强过程中的控制以及结果性的保障,严格做好混凝土的选材,对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验,及时调整施工配合比,在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,确保混凝土的施工质量,来进一步规避外在的环境因素和人为诱因,以提高混凝土的内在质性,减少裂缝这样的不良施工现象出现,这主要包括:
1)提高施工工作质量,在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、拼装及吊装过程中,加强岗位责任建设,完善施工的全流程操作,减少施工过程中的各种不规范操作,这具体表现在,操作人员在施工前对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验,及时调整施工配合比,而且要对具有合格刚度的支架进行压实允分,保证混凝土振捣的匀速以及混凝土流动性,切实杜绝在硬化前因混凝土沉实,硬化后沉实过大的现象,而且要严格按混凝土应配合比计量投料,拌和时间不应小于1一2分钟,使和易性好,不离析,不析水,运输时间短,浇注时分层浇注,分层厚度不应大于30厘米,振捣时应让振捣棒插入前层5一10厘米,振捣时间为1分钟左右,直至排出气泡为止,在混凝土制作完毕后的运输中,运输工具保证不渗露,不析水,在运输过程中,混凝土避免日晒雨淋,不能离析,运输时间不应大于30分钟,在高温下运输应及时检测混凝土坍落度,以确保由于蒸发而造成的水分损失,及时调整坍落度,最后要注意做到混凝土保护层适中,施工模板刚度充足,同时要注意保证拆模时间的规范性,因为混凝土强度不足。防止使受力钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减少,形成与受力钢筋垂直力向的裂缝;
2)要加强对温度的有效控制,具体表现为调整骨料级配,通过使用干硬性混凝土、加添加剂等措施以降低混凝土中的水泥比例,注意将碎石冷却以降低缺拌和混凝土时浇筑温度,热天浇筑混凝土应减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中理设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施,而且要改善混凝土的性能,提高抗裂能力,防止表面干缩,避免产生贯穿裂缝。
3)做好混凝土的养护工作
做好混凝土养护工作也能够提高公路桥梁施工质量,要切实做好有效的保温、保湿措施,避免诸如早期裂缝等质量病害的产生。如果混凝土浇筑是在冬季,那么在浇筑完毕之后,应及时保持混凝土表面湿润,洒水养护,控制混凝土内外温差小大于20℃。
4)用好混凝土裂缝修补剂
混凝土裂缝修补剂具有以下一些优点:①力学性能优良,与混凝土粘结牢固,高强度具有补强、加固的作用。②固结体具有高粘结力,高抗压强度且小受结构形状。③具有良好的柔韧性和抗冲击性能,能够抵抗外力引起的变形,降低体系产生的内应力,提高材料的适应性能。④热膨胀系数与混凝土接近,故不易从这些被粘结的基材上脱开,耐久性好。⑤化学性能稳定,耐腐耐候性好,具有抗渗、抗冻、耐盐、耐碱、耐弱酸腐蚀的性能,并与多种材料的粘结力很强。
结语:总之,公路桥梁施工裂缝问题造成的危害十分严重,必须从从现场施工技术和施工组织管理等方面入手,使其能够得到及时有效的处理。
参考文献:
[1]周文:《施工中混凝土裂缝的控制措施》,《水运工程》,2006, (02):115-119_
[2]岳锐强桥梁混凝土裂缝成因分析[J]公路,2010(05)
破坏公路桥梁,本文分析了公路桥梁中混凝土裂缝成因,同时,就混凝土施工工艺要点的质量控制进行了深入的探讨。
关键词:道路桥梁施工混凝土裂缝成因与措施
中图分类号: TU997 文献标识码: A
在公路桥梁的建造和使用中,常常因出现裂缝而严重影响工程质量甚至会出现桥梁垮塌的现象,由此可见,混凝土在公路桥梁施工中占有举足轻重的地位,但由于混凝土施工整体性要求高,其工艺流程和组织管理程序相对复杂,因此,混凝土施工具有相当的建设难度,而公路桥梁施工最常见的病害就是裂缝问题,裂缝问题对公路桥梁造成的危害较大,必须充分重视。
一、结构性裂缝的成因分析
在混凝土的浇筑并使用中,因为应用目的,施工工程的不可控等因素的作用,导致混凝土发生裂缝,这主要包括:
1)混凝土骨料中的活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应、硫酸欲与水泥水化时产生的铝酸钙反应,会因体积膨胀而使产生很高的局部拉力,并且有害的化学反应使混凝土中的钢筋生锈,模板的渗透性低、水泥用量过大,导致众多的侵害性效应凝聚,使得混凝土发生器质性的变化,裂缝也随之产生。
2)在施工过程中,由于锚垫板位置没按设计位置布置、错度、错垫板板后螺旋筋,没有顶牢铺垫板、锚垫板栓,造成了预应力结构的张拉裂缝。诸如普通钢筋连续箱梁支架拆除时,产生的裂缝都是如此。
3)联箱梁落架不可能在瞬间完成,有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的力式进行转换,那么连续梁的负弯矩区在简支过程中,由于落架顺序不当或落架时间过长,未达到设计规定的张拉强度,梁底是极有可能要产生横向裂缝。
4)虽然在施工时针对非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁设置了预拱,但在荷载作用下必然会产生的设计结构裂缝,非预应力现浇连续箱梁还在梁顶负弯知区产生裂缝,同时这种裂缝小于0.2毫米或设计规定的范围就是正常的、安全的,否则就需要采取相应的措施进行加固。
二、非结构性裂缝的成因分析
混凝土在浇筑过程中,由于自身不是处于密闭的真空中.因此会随着时间的发展,受到外在环境的影响,发生一定的变化,影响外在质性的完整,造成裂缝的出现,而造成以上效应的过程性诱因主要包括:
1)混凝土在初始24小时构建期,水泥在水化时产生了大量的热。但是由于浇筑的程序性设计令隔板等物件异化为隔热体.导致传热不畅,大量的能量无法及时散发到空气中,使得混凝土温度骤然升高,但是随着时间的推进,空气对流的加速,之前聚集的大量的热得到有效散发,内外温度趋于平衡,混凝土将逐渐冷却,此时混凝土会产生一定程度的收缩,而这种收缩将拉紧其中的材质,特别是钢筋及外部模板,使其弹性下降,造成混凝土开裂。而这种情况,在施工条件相对较差的冬季,这种内外的温差在时间与空间上被进一步放大,表面的收缩率远大于内部的收缩率,造成裂縫。
2)混凝土在浇筑过程中,需要借助大量的水的投放,而促成各材质之间的契合,但是由于外在空气结构的原因,致使混凝土的含水与空气的含水不对称,形成湿度差,使得混凝土内大量的脱水,同时由于混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩变形.受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,造成裂缝。
3)混凝土在浇筑过程中,水泥水化反应激烈,沁水水分急剧蒸发明显。而且骨料因自重下沉,塑性收缩所产生了百分之一左右的量级,由此使得混凝土失水收缩,骨料下沉过程中受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋力向的裂缝,而且在构件竖向变截面处如箱梁腹板与顶底板分接处。因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板力向裂缝。
三、公路桥梁施工裂缝问题的危害
混凝土施工裂缝问题将使公路桥梁产生渗漏,渗漏的后果一般有两方面,一方面当水流涌入公路桥梁混凝土内部之后,可能会导致混凝土水解破坏,从而破坏混凝土结构物。另外一方面裂缝在在压力水作用下,可能导致裂缝逐步扩宽和发展。
同时,由于混凝土碳化的原因也会造成混凝土收缩开裂的现象不断加剧,最终破坏混凝土结构物。混凝土裂缝的存在,可以使空气中的二氧化碳很容易渗透到混凝土结构的内部,在诸如水泥等水化产物的相互作用下反应而形成碳酸钙,即出现混凝土碳化的现象。混凝土碳化会破坏钢筋纯化膜,降低混凝土的碱度,如果空气和水在同时期同时渗入,那么钢筋就产生锈蚀。此外,混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用,将导致进一步扩大裂缝,形成更大的危害。
四、混凝工桥梁施工裂缝控制的基本路径
针对混凝土产生裂缝的非结构性与结构性分类,要采取相应的措施,通过加强过程中的控制以及结果性的保障,严格做好混凝土的选材,对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验,及时调整施工配合比,在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,确保混凝土的施工质量,来进一步规避外在的环境因素和人为诱因,以提高混凝土的内在质性,减少裂缝这样的不良施工现象出现,这主要包括:
1)提高施工工作质量,在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、拼装及吊装过程中,加强岗位责任建设,完善施工的全流程操作,减少施工过程中的各种不规范操作,这具体表现在,操作人员在施工前对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验,及时调整施工配合比,而且要对具有合格刚度的支架进行压实允分,保证混凝土振捣的匀速以及混凝土流动性,切实杜绝在硬化前因混凝土沉实,硬化后沉实过大的现象,而且要严格按混凝土应配合比计量投料,拌和时间不应小于1一2分钟,使和易性好,不离析,不析水,运输时间短,浇注时分层浇注,分层厚度不应大于30厘米,振捣时应让振捣棒插入前层5一10厘米,振捣时间为1分钟左右,直至排出气泡为止,在混凝土制作完毕后的运输中,运输工具保证不渗露,不析水,在运输过程中,混凝土避免日晒雨淋,不能离析,运输时间不应大于30分钟,在高温下运输应及时检测混凝土坍落度,以确保由于蒸发而造成的水分损失,及时调整坍落度,最后要注意做到混凝土保护层适中,施工模板刚度充足,同时要注意保证拆模时间的规范性,因为混凝土强度不足。防止使受力钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减少,形成与受力钢筋垂直力向的裂缝;
2)要加强对温度的有效控制,具体表现为调整骨料级配,通过使用干硬性混凝土、加添加剂等措施以降低混凝土中的水泥比例,注意将碎石冷却以降低缺拌和混凝土时浇筑温度,热天浇筑混凝土应减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中理设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施,而且要改善混凝土的性能,提高抗裂能力,防止表面干缩,避免产生贯穿裂缝。
3)做好混凝土的养护工作
做好混凝土养护工作也能够提高公路桥梁施工质量,要切实做好有效的保温、保湿措施,避免诸如早期裂缝等质量病害的产生。如果混凝土浇筑是在冬季,那么在浇筑完毕之后,应及时保持混凝土表面湿润,洒水养护,控制混凝土内外温差小大于20℃。
4)用好混凝土裂缝修补剂
混凝土裂缝修补剂具有以下一些优点:①力学性能优良,与混凝土粘结牢固,高强度具有补强、加固的作用。②固结体具有高粘结力,高抗压强度且小受结构形状。③具有良好的柔韧性和抗冲击性能,能够抵抗外力引起的变形,降低体系产生的内应力,提高材料的适应性能。④热膨胀系数与混凝土接近,故不易从这些被粘结的基材上脱开,耐久性好。⑤化学性能稳定,耐腐耐候性好,具有抗渗、抗冻、耐盐、耐碱、耐弱酸腐蚀的性能,并与多种材料的粘结力很强。
结语:总之,公路桥梁施工裂缝问题造成的危害十分严重,必须从从现场施工技术和施工组织管理等方面入手,使其能够得到及时有效的处理。
参考文献:
[1]周文:《施工中混凝土裂缝的控制措施》,《水运工程》,2006, (02):115-119_
[2]岳锐强桥梁混凝土裂缝成因分析[J]公路,2010(05)