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所谓的桥梁是架设在江、河、湖、海之上的道路,可以供人、车通行的建筑物,桥梁的结构一般由上下两部分组成,上部分主要是桥跨结构和支座系统,下部分是由桥台、桥墩和基础等结构组成。现代的桥梁建设,大多数都是采用钢筋混凝土结构进行建造。钢筋混凝土桥梁的建设最早可追溯到1875年,由法国园艺家莫尼埃建造了第一座人行钢筋混凝土桥,跨径16米,宽4米。随着科学技术的不断发展,到了20世纪30年代,预应力混凝土和高强度钢材相继出现,同时伴随着对材料塑性理论和极限理论的研究不断深入,桥梁振动的研究为了节约桥梁建筑材料,减轻桥重,为基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。现代桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和钢桥。
一、现代桥梁施工过程中容易出现裂缝的原因
在桥梁建设施工过程中,裂缝问题是最容易发生的,由于裂缝的产生,不仅给桥梁使用带来诸多不便,同时还会影响桥梁的寿命,严重的还会出现坍塌,造成人员伤亡事件,近些年桥梁坍塌事件频发,一方面的因素是汽车的载重量越来越大,同时存在超载的现象,使桥梁难以承受巨大的负荷。另一方面是桥梁在建设过程中质量存在问题,裂缝就是其中的一个重要因素。桥梁出现裂缝与很多因素有关,具体分有以下几种因素。
1、温度变化可导致桥梁产生裂缝
在现代的桥梁建设中,由于车流量和人流量比较多,建设大跨度的桥梁比较多,在大跨度桥梁钢筋土结构内部的温度应力较大,有时会超过荷载应力,钢筋混凝土有热胀冷缩的性质,随着温度的升高,混凝土的体积会膨胀,随着温度的降低,混凝土的体积会收缩,在混凝土膨胀时一旦受到外力或者其它物体的约束,在混凝土的内部便产生内应力,当内应力超过混凝土的抗拉强度时,便产生温度裂缝。在实际的桥梁建设施工过程中,温度裂缝的产生有以下几方面因素:
1.1化学热能的产生使混凝土产生温度裂缝。在桥梁建设施工过程中,水泥和水会发生化学反应,在化学反应过程中会产生一定的热量,特别是大型混凝土施工过程中,由于混凝土内部热量比较大,不能及时散发出来,导致内外温差比较大,使桥梁表面产生裂缝。
1.2外界环境温度对混凝土的施工产生一定的影响,会造成桥梁产生裂缝。在酷暑或者寒冷的冬季施工,由于环境温度与混凝土内部的温差较大使混凝土出现温度裂缝。
1.3在桥梁施工过程中,各种埋件和预埋件都是钢结构的,要按照要求进行焊接,如横隔板、支架等在焊接过程中,焊缝附近都存在一定的热量,如果这种热量没有全部的散发掉就进行混凝土施工,在焊缝附近就会产生温度裂缝。
2、低温造成的冻胀裂缝
根据钢筋混凝土的性质,当环境温度低于零摄氏度时,水泥吸入的水会游离出来,就会发生冰冻现象,当混凝土发生冰冻现象时,混凝土的体积会发生膨胀,产生巨大的膨胀应力,混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中会发生迁移并重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,导致混凝土的强度受到影响,出现裂缝。冻胀裂缝在寒冷的北方非常常见,在施工过程中,水和灰的比列大,混凝土中杂质含量超标,振捣不均匀,振捣的密度不够都会出现冻涨裂缝现象发生。
3、建桥材料质量差引起的裂缝
混凝土主要使用以下建筑材料:砂、水泥、骨料、拌和水及外加剂组成,如果其中的建筑材料不合格,就会导致裂缝的发生。如砂石粒度较小、级配不合格和孔隙率超标等,如果使用细沙石建筑桥梁,后果会不堪设想。
4、施工过程中不按施工标准施工造成的裂缝
在桥梁建设过程中,各种施工作业都要规范,如混凝土结构的浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程等,如果施工作业不合理,不规范,就会造成混凝土横向、纵向等各个方向上的裂缝。
二、对桥梁施工过程中出现的裂缝采取的相应对策
在桥梁建设施工过程中,如果对裂缝产生的原因比较了解,就能够在施工过程中避免裂缝的产生。
1、对温度裂缝采取的措施。针对温度裂缝产生的原因,采取以下措施可以从根源上防止裂缝的产生。
1.1在混凝土各种材料加水搅拌过程中,一定要按照技术规范进行施工,做到搅拌强度要大,空间要大,将混凝土中的化学热能尽量散发出去,经过测量温度达标后再进行浇灌。
1.2在桥梁建设施工时,尽量避开酷暑和严寒的冬季进行施工,避免环境温度对混凝土结构的影响,如果条件所限一定在冬季或者在酷暑季节进行施工,要按照相关的规范,采取一定的技术保护措施进行施工,尽量避免裂缝的出现。
1.3在焊接预埋件和钢结构时,焊接结束后一定等待热量全部散发掉后再进行浇筑,同时焊接质量要符合标准。
2、在低温环境下进行桥梁建设施工时,一定要按照相关的技术要求进行,目前国内冬季施工采用的方法有:电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用),可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。
3、对于在桥梁建筑过程中使用的建筑材料质量控制一定要严格,主要控制以下几方面:
3.1把住入场质量关,防止质次价廉的建筑材料进入建筑现场。对于桥梁建筑使用的建筑材料相对于道路建设使用的建筑材料要严格的多,因此一定要做好入场前的质量验收工作,水泥要按照国家标准进行检验后才能进入场地;砂石的直径大小要符合标准要求;钢材要按照国家标准进行抽样检验;骨料的大小要均匀,符合施工要求。
3.2保存。进入场地合格的建筑材料要妥善保存,避免风吹日晒及淋雨,如果长期堆放在露天场地,各种灰尘进入砂石中,会增加砂石中的杂质,增加产生裂缝的因素;钢材被雨雪淋湿后,会生锈变质,增加产生裂缝的因素等,因此建筑材料的妥善保存也是避免产生裂缝一个重要环节。
4、在混凝土施工过程中,要严格按照国家标准规定的操作规程进行作业,桥梁建筑管理人员要经常深入现场检查施工质量和施工程序,杜绝违规作业的发生。
结束语
桥梁在建筑过程中产生裂缝的因素很多,只要深入了解裂缝的产生原因,在施工过程中采用合理的措施就能够避免裂缝的产生,保证桥梁的建筑质量,避免安全事故的发生。
(作者单位:杜尔伯特蒙古族自治县国省干线公路管理站)
一、现代桥梁施工过程中容易出现裂缝的原因
在桥梁建设施工过程中,裂缝问题是最容易发生的,由于裂缝的产生,不仅给桥梁使用带来诸多不便,同时还会影响桥梁的寿命,严重的还会出现坍塌,造成人员伤亡事件,近些年桥梁坍塌事件频发,一方面的因素是汽车的载重量越来越大,同时存在超载的现象,使桥梁难以承受巨大的负荷。另一方面是桥梁在建设过程中质量存在问题,裂缝就是其中的一个重要因素。桥梁出现裂缝与很多因素有关,具体分有以下几种因素。
1、温度变化可导致桥梁产生裂缝
在现代的桥梁建设中,由于车流量和人流量比较多,建设大跨度的桥梁比较多,在大跨度桥梁钢筋土结构内部的温度应力较大,有时会超过荷载应力,钢筋混凝土有热胀冷缩的性质,随着温度的升高,混凝土的体积会膨胀,随着温度的降低,混凝土的体积会收缩,在混凝土膨胀时一旦受到外力或者其它物体的约束,在混凝土的内部便产生内应力,当内应力超过混凝土的抗拉强度时,便产生温度裂缝。在实际的桥梁建设施工过程中,温度裂缝的产生有以下几方面因素:
1.1化学热能的产生使混凝土产生温度裂缝。在桥梁建设施工过程中,水泥和水会发生化学反应,在化学反应过程中会产生一定的热量,特别是大型混凝土施工过程中,由于混凝土内部热量比较大,不能及时散发出来,导致内外温差比较大,使桥梁表面产生裂缝。
1.2外界环境温度对混凝土的施工产生一定的影响,会造成桥梁产生裂缝。在酷暑或者寒冷的冬季施工,由于环境温度与混凝土内部的温差较大使混凝土出现温度裂缝。
1.3在桥梁施工过程中,各种埋件和预埋件都是钢结构的,要按照要求进行焊接,如横隔板、支架等在焊接过程中,焊缝附近都存在一定的热量,如果这种热量没有全部的散发掉就进行混凝土施工,在焊缝附近就会产生温度裂缝。
2、低温造成的冻胀裂缝
根据钢筋混凝土的性质,当环境温度低于零摄氏度时,水泥吸入的水会游离出来,就会发生冰冻现象,当混凝土发生冰冻现象时,混凝土的体积会发生膨胀,产生巨大的膨胀应力,混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中会发生迁移并重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,导致混凝土的强度受到影响,出现裂缝。冻胀裂缝在寒冷的北方非常常见,在施工过程中,水和灰的比列大,混凝土中杂质含量超标,振捣不均匀,振捣的密度不够都会出现冻涨裂缝现象发生。
3、建桥材料质量差引起的裂缝
混凝土主要使用以下建筑材料:砂、水泥、骨料、拌和水及外加剂组成,如果其中的建筑材料不合格,就会导致裂缝的发生。如砂石粒度较小、级配不合格和孔隙率超标等,如果使用细沙石建筑桥梁,后果会不堪设想。
4、施工过程中不按施工标准施工造成的裂缝
在桥梁建设过程中,各种施工作业都要规范,如混凝土结构的浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程等,如果施工作业不合理,不规范,就会造成混凝土横向、纵向等各个方向上的裂缝。
二、对桥梁施工过程中出现的裂缝采取的相应对策
在桥梁建设施工过程中,如果对裂缝产生的原因比较了解,就能够在施工过程中避免裂缝的产生。
1、对温度裂缝采取的措施。针对温度裂缝产生的原因,采取以下措施可以从根源上防止裂缝的产生。
1.1在混凝土各种材料加水搅拌过程中,一定要按照技术规范进行施工,做到搅拌强度要大,空间要大,将混凝土中的化学热能尽量散发出去,经过测量温度达标后再进行浇灌。
1.2在桥梁建设施工时,尽量避开酷暑和严寒的冬季进行施工,避免环境温度对混凝土结构的影响,如果条件所限一定在冬季或者在酷暑季节进行施工,要按照相关的规范,采取一定的技术保护措施进行施工,尽量避免裂缝的出现。
1.3在焊接预埋件和钢结构时,焊接结束后一定等待热量全部散发掉后再进行浇筑,同时焊接质量要符合标准。
2、在低温环境下进行桥梁建设施工时,一定要按照相关的技术要求进行,目前国内冬季施工采用的方法有:电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用),可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。
3、对于在桥梁建筑过程中使用的建筑材料质量控制一定要严格,主要控制以下几方面:
3.1把住入场质量关,防止质次价廉的建筑材料进入建筑现场。对于桥梁建筑使用的建筑材料相对于道路建设使用的建筑材料要严格的多,因此一定要做好入场前的质量验收工作,水泥要按照国家标准进行检验后才能进入场地;砂石的直径大小要符合标准要求;钢材要按照国家标准进行抽样检验;骨料的大小要均匀,符合施工要求。
3.2保存。进入场地合格的建筑材料要妥善保存,避免风吹日晒及淋雨,如果长期堆放在露天场地,各种灰尘进入砂石中,会增加砂石中的杂质,增加产生裂缝的因素;钢材被雨雪淋湿后,会生锈变质,增加产生裂缝的因素等,因此建筑材料的妥善保存也是避免产生裂缝一个重要环节。
4、在混凝土施工过程中,要严格按照国家标准规定的操作规程进行作业,桥梁建筑管理人员要经常深入现场检查施工质量和施工程序,杜绝违规作业的发生。
结束语
桥梁在建筑过程中产生裂缝的因素很多,只要深入了解裂缝的产生原因,在施工过程中采用合理的措施就能够避免裂缝的产生,保证桥梁的建筑质量,避免安全事故的发生。
(作者单位:杜尔伯特蒙古族自治县国省干线公路管理站)