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摘要:随着我国社会经济的快速发展,道路运输业在其中发挥着越来越重要的作用。同时混凝土又是道路桥梁施工中必不可少的原材料之一,具有造价低、耐压程度高以及不易被自然环境所破坏等诸多优点。道路桥梁中混凝土出现裂缝的现象时有发生,裂缝的出现不但会严重影响道路桥梁的整体施工质量,更为重要的是会对人们日常出行安全造成极大的威胁。本文对道路桥梁施工中出现的桥梁裂缝的原因进行探讨。
关键词:道路桥梁;裂缝;;裂缝原因;措施
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言
经济的发展带动了道桥工程的进步,同时道桥工程又促进了经济的发展。在人们的物质生活水平提高的同时,车辆的数量也在增加,随之而来的是对道桥荷载的加重,这也就要求道桥的质量有了更高的要求。桥梁裂缝的产生对于桥梁的质量有很大的影响,在交通安全方面有很大的隐患。所以说在施工的过程中,要加强对道桥施工质量的控制。
一、道路桥梁裂缝的分类
桥梁裂缝的分类有很多方法,依据不同,类型分类也不同。但从受力结构上看,可分为受力性裂缝和非受力性裂缝,结构语言上通常称作结构性和非结构性裂缝。相关统计资料表明,非结构性裂缝占有比例特别大,结构性裂缝的比例较小。非结构性裂缝是由于桥梁内部受温度、湿度、地基沉降等因素引起内部应力变化造成表面的开裂现象;结构性裂缝则是由于受荷载影响,桥梁设计强度不够即承载力不够大,而受力过大造成的结构性开裂。另外,还有因施工材料、施工工艺引起的裂缝。
二、道路桥梁裂缝产生的原因
1、地基变形造成裂缝的原因
道路桥梁会因为地基发生不均匀沉降和水平位移而受到应力,当此应力超过混凝土的抗拉强度时,道路桥梁就会产生裂缝。导致地基不均匀沉降的原因主要有地质勘察结果不精确,导致工程设计时出现偏差;建造地基的荷载能力差别较大;建造地区的地质条件不佳以及自然灾害等。
2、荷载引起的裂缝
施工过程中产生的荷载裂缝,主要是由于施工人员在堆放原材料和施工机具时不加限制,对预制结构的受力特点了解不够透彻,施工工艺流程随意更改,更改结构受力模式,随意起吊、安装、运输、翻身等导致桥梁结构荷载不均,形成荷载裂缝。
3、温度变化引起的裂缝
任何建筑物都有热胀冷缩的性质,混凝土桥梁同样具有。由于外部环境的变化致使桥梁外部和内部结构产生温度差,当温度差达到一定程度就会使梁桥产生变形,若变形遭到约束,就会在桥梁结构内部产生应力,当应力超过桥梁本身的抗拉强度以后就会产生温度裂缝。
3.1一年四季的温度不断变化,虽然温度变化很缓慢,由于日积月累也会造成桥梁不同程度的变化,会造成桥梁位置移动,引起裂缝的产生。
3.2桥梁面由于暴晒形成的温度差。在炎热的夏天,道路桥梁的面板受到长时间的暴晒,温度明显高于其他部位,而且随着时间的变化,不同的部位温度也会不一样,致使变形部分受到自身约束,导致应力拉力过大,造成裂缝的产生。而且在炎热的夏天,桥面经过长时间的暴晒后,由于突发降雨和日落等原因造成桥表面温度突然下降,但因内部温度降低速度小于外部温度,也会造成温度差,让桥梁产生裂缝。
3.3在桥梁的施工过程中,进行混凝土浇灌以后,水泥会产生水化放热,致使内部温度很高,造成内外温度差大,这样也会是桥梁表面产生裂缝。
4、混凝土原材料质量引起的混凝土裂缝
混凝土由水泥、骨料以及外加剂和掺合料共同组成,如果混凝土组成的原材料质量不达标,将会引起施工中混凝土裂缝的产生。由于组成混凝土骨料的质量不合格,将会影响到混凝土的强度,从而导致混凝土搅拌时的需水量随之增加或减少,进而破坏混凝土的收缩性,最终导致道路桥梁施工中混凝土在结构上出现裂缝。与此同时还要考虑到混凝土中,外加剂和掺合料的类别选择和质量选择,避免其与搅拌水或骨料发生化学反应,从而引发施工中混凝土产生裂缝。
5、收缩冻胀引起的混凝土裂缝
混凝土在进行施工中的浇筑任务以后,大约四小时水泥就会发生一系列的化学反应,尤其是水化反应最为激烈。在这个时候,混凝土没有达到硬化的标准,而仍然处于非硬化的状态,所以,这时的收缩形式为塑性收缩。一些骨料在下沉中会受到钢筋强烈的阻挡,加上在塑性收缩的影响下,容易形成沿着钢筋方向而生成的裂缝。
混凝土的缩水性和缩干性收缩发生在混凝土硬结之后。由于硬结后的混凝土的温度会随着表层水分的蒸发而降低,进而导致其体积不断缩小。整个混凝土表面水分丢失快,而内部却相对很慢,所以,引起混凝土表面和内部的收缩性能不同,强度大小不一致,使混凝土被钢筋强烈的束缚着,而产生明显的裂纹。
6、工艺质量性裂缝
较低质量的施工工艺同样是产生混凝土裂缝的原因之一。在砼结构中,如果施工工艺不正确,很容易产生钢筋各个方向上的裂缝,不同的原因将会出现不同部位或者是不同走向的裂缝,并且裂缝的宽度也来自不同因素的影响。如果混凝土的保护层超过一定厚度,就会使它所承受的不同方向的钢筋对应的保护层也开始加厚,这种情况下,直接导致整个构件的高度降低,而产生垂直方向的钢筋裂缝。如果混凝土的振捣工作进行的操作不合格,会引起荷载裂缝,而不合格的操作往往包括振捣过程不均匀也不密实等。另外,混凝土的流动性能很差,这样使得混凝在硬化前很难做到充足的沉实,造成硬化后的沉实量过大,引起裂缝。还有很多由于工艺技术引起的混凝土裂缝,如对混凝土搅拌时间、运输时间的控制以及对接头部分的处理等。
三、道路桥梁施工过程中裂缝的防治
1、转变观念、加强思想重视
在道路桥梁施工过程中要充分考虑到桥梁会受到周围自然灾害及人为因素的影响,同时道路桥梁建设时所采用的材料性能会随时间的推移而不断地变化。一般而言,不同环境下需建造的道路桥梁工程都有其鲜明的个性要求,对道路桥梁结构的设计人员而言,不但要针对其具体特点去解决设计与施工中的问题,而且还要想方设法杜绝施工中产生裂缝。因此,改变传统道路桥梁设计和施工观念,提高对工程质量的重视程度与研究深度至关重要。
2、加强施工过程中的质量和温度控制
施工过程中要严格控制施工材料的配合比例,根据混凝土的强度等级及其和易性要求,严格控制水泥的用量和水灰比,这是保证施工质量的关键。同时还要选择级配较好的石子,对砂石的粒径与含量要严格控制,并适当减少其空隙率及混凝土的收缩量,进而加强混凝土的抗裂强度;同时,还可以通过温度控制来防治裂缝,主要是注意施工过程中混凝土的浇注时间和速度,加强浇注过程中的温度控制。一般而言,夏季施工时要在混凝土的骨料洒上一些水,而冬季施工时应对混凝土的表面采取必要的保温措施。
3、采用先进工艺技术及时修复裂缝
3.1表面修复法修复表面和深度裂缝
裂缝修复方法中,表面修复法是应用最为广泛且效果较为明显的裂缝修复方法之一,尤其是混凝土表面和深度裂缝效果最为明显,且对混凝土结构承载力的影響最小。具体的做法就是在混凝土裂缝表面涂抹水泥浆。而有的道路桥梁工程采取涂抹环氧树脂胶泥,而由于存在应力,导致裂缝继续开裂,若出现此种情况,应在裂缝表面粘附玻璃纤维网格布进行裂缝修补。
3.2灌浆修复法修复严重裂缝
灌浆修复法是基于表面修复法无法修复的情况下再进行。特别是裂缝已经严重影响桥梁结构安全时,表面修复法的修复达不到桥梁结构安全的需要,就必须采取灌浆修复法修复裂缝。灌浆修复法,就是利用真空设备把浆液压入裂缝,浆液随着时间会逐步硬化,并在硬化后与混凝土形成一个稳定性强的整体结构,从而达到修复裂缝的目的,且密闭性能高。浆液的材质有很多,通常选取水泥浆液、环氧聚合物、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。
3.3嵌缝修复法修复混凝土裂缝
所谓嵌缝修复法,就是在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,既可对裂缝进行封堵,也有利于裂缝外观的平整。
3.4结构加固法
在道路桥梁建设工程中,有些裂缝可能会改变混凝土的结构性能,对道路桥梁的使用性能会产生严重的影响,这种方法可以增加混凝土结构的预应力、加固支点以及混凝土补强。结合裂缝产生的原因,选择合适的补修措施,对整个工程的建设具有非常重大的意义。
结束语
道路桥梁建设中引起裂缝的原因有很多种,有的甚至是因很平常的不被重视的因素导致,因此需要根据裂缝出现的原因及时进行弥补,避免危险事故的发生。必须认真对待每一个工作环节,细致全面地考虑建设施工中可能出现的各种影响因素。
参考文献
[1]秦随燕.桥梁大体积混凝土裂缝成因与控制方法[J].科技风.2010.
[2]刁焕新.混凝土桥梁裂缝产生原因及防治措施探讨[J].中国科技信息.2011.
[3]姚万卿.桥梁裂缝产生原因浅析[J].机械管理开发.2012.
关键词:道路桥梁;裂缝;;裂缝原因;措施
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言
经济的发展带动了道桥工程的进步,同时道桥工程又促进了经济的发展。在人们的物质生活水平提高的同时,车辆的数量也在增加,随之而来的是对道桥荷载的加重,这也就要求道桥的质量有了更高的要求。桥梁裂缝的产生对于桥梁的质量有很大的影响,在交通安全方面有很大的隐患。所以说在施工的过程中,要加强对道桥施工质量的控制。
一、道路桥梁裂缝的分类
桥梁裂缝的分类有很多方法,依据不同,类型分类也不同。但从受力结构上看,可分为受力性裂缝和非受力性裂缝,结构语言上通常称作结构性和非结构性裂缝。相关统计资料表明,非结构性裂缝占有比例特别大,结构性裂缝的比例较小。非结构性裂缝是由于桥梁内部受温度、湿度、地基沉降等因素引起内部应力变化造成表面的开裂现象;结构性裂缝则是由于受荷载影响,桥梁设计强度不够即承载力不够大,而受力过大造成的结构性开裂。另外,还有因施工材料、施工工艺引起的裂缝。
二、道路桥梁裂缝产生的原因
1、地基变形造成裂缝的原因
道路桥梁会因为地基发生不均匀沉降和水平位移而受到应力,当此应力超过混凝土的抗拉强度时,道路桥梁就会产生裂缝。导致地基不均匀沉降的原因主要有地质勘察结果不精确,导致工程设计时出现偏差;建造地基的荷载能力差别较大;建造地区的地质条件不佳以及自然灾害等。
2、荷载引起的裂缝
施工过程中产生的荷载裂缝,主要是由于施工人员在堆放原材料和施工机具时不加限制,对预制结构的受力特点了解不够透彻,施工工艺流程随意更改,更改结构受力模式,随意起吊、安装、运输、翻身等导致桥梁结构荷载不均,形成荷载裂缝。
3、温度变化引起的裂缝
任何建筑物都有热胀冷缩的性质,混凝土桥梁同样具有。由于外部环境的变化致使桥梁外部和内部结构产生温度差,当温度差达到一定程度就会使梁桥产生变形,若变形遭到约束,就会在桥梁结构内部产生应力,当应力超过桥梁本身的抗拉强度以后就会产生温度裂缝。
3.1一年四季的温度不断变化,虽然温度变化很缓慢,由于日积月累也会造成桥梁不同程度的变化,会造成桥梁位置移动,引起裂缝的产生。
3.2桥梁面由于暴晒形成的温度差。在炎热的夏天,道路桥梁的面板受到长时间的暴晒,温度明显高于其他部位,而且随着时间的变化,不同的部位温度也会不一样,致使变形部分受到自身约束,导致应力拉力过大,造成裂缝的产生。而且在炎热的夏天,桥面经过长时间的暴晒后,由于突发降雨和日落等原因造成桥表面温度突然下降,但因内部温度降低速度小于外部温度,也会造成温度差,让桥梁产生裂缝。
3.3在桥梁的施工过程中,进行混凝土浇灌以后,水泥会产生水化放热,致使内部温度很高,造成内外温度差大,这样也会是桥梁表面产生裂缝。
4、混凝土原材料质量引起的混凝土裂缝
混凝土由水泥、骨料以及外加剂和掺合料共同组成,如果混凝土组成的原材料质量不达标,将会引起施工中混凝土裂缝的产生。由于组成混凝土骨料的质量不合格,将会影响到混凝土的强度,从而导致混凝土搅拌时的需水量随之增加或减少,进而破坏混凝土的收缩性,最终导致道路桥梁施工中混凝土在结构上出现裂缝。与此同时还要考虑到混凝土中,外加剂和掺合料的类别选择和质量选择,避免其与搅拌水或骨料发生化学反应,从而引发施工中混凝土产生裂缝。
5、收缩冻胀引起的混凝土裂缝
混凝土在进行施工中的浇筑任务以后,大约四小时水泥就会发生一系列的化学反应,尤其是水化反应最为激烈。在这个时候,混凝土没有达到硬化的标准,而仍然处于非硬化的状态,所以,这时的收缩形式为塑性收缩。一些骨料在下沉中会受到钢筋强烈的阻挡,加上在塑性收缩的影响下,容易形成沿着钢筋方向而生成的裂缝。
混凝土的缩水性和缩干性收缩发生在混凝土硬结之后。由于硬结后的混凝土的温度会随着表层水分的蒸发而降低,进而导致其体积不断缩小。整个混凝土表面水分丢失快,而内部却相对很慢,所以,引起混凝土表面和内部的收缩性能不同,强度大小不一致,使混凝土被钢筋强烈的束缚着,而产生明显的裂纹。
6、工艺质量性裂缝
较低质量的施工工艺同样是产生混凝土裂缝的原因之一。在砼结构中,如果施工工艺不正确,很容易产生钢筋各个方向上的裂缝,不同的原因将会出现不同部位或者是不同走向的裂缝,并且裂缝的宽度也来自不同因素的影响。如果混凝土的保护层超过一定厚度,就会使它所承受的不同方向的钢筋对应的保护层也开始加厚,这种情况下,直接导致整个构件的高度降低,而产生垂直方向的钢筋裂缝。如果混凝土的振捣工作进行的操作不合格,会引起荷载裂缝,而不合格的操作往往包括振捣过程不均匀也不密实等。另外,混凝土的流动性能很差,这样使得混凝在硬化前很难做到充足的沉实,造成硬化后的沉实量过大,引起裂缝。还有很多由于工艺技术引起的混凝土裂缝,如对混凝土搅拌时间、运输时间的控制以及对接头部分的处理等。
三、道路桥梁施工过程中裂缝的防治
1、转变观念、加强思想重视
在道路桥梁施工过程中要充分考虑到桥梁会受到周围自然灾害及人为因素的影响,同时道路桥梁建设时所采用的材料性能会随时间的推移而不断地变化。一般而言,不同环境下需建造的道路桥梁工程都有其鲜明的个性要求,对道路桥梁结构的设计人员而言,不但要针对其具体特点去解决设计与施工中的问题,而且还要想方设法杜绝施工中产生裂缝。因此,改变传统道路桥梁设计和施工观念,提高对工程质量的重视程度与研究深度至关重要。
2、加强施工过程中的质量和温度控制
施工过程中要严格控制施工材料的配合比例,根据混凝土的强度等级及其和易性要求,严格控制水泥的用量和水灰比,这是保证施工质量的关键。同时还要选择级配较好的石子,对砂石的粒径与含量要严格控制,并适当减少其空隙率及混凝土的收缩量,进而加强混凝土的抗裂强度;同时,还可以通过温度控制来防治裂缝,主要是注意施工过程中混凝土的浇注时间和速度,加强浇注过程中的温度控制。一般而言,夏季施工时要在混凝土的骨料洒上一些水,而冬季施工时应对混凝土的表面采取必要的保温措施。
3、采用先进工艺技术及时修复裂缝
3.1表面修复法修复表面和深度裂缝
裂缝修复方法中,表面修复法是应用最为广泛且效果较为明显的裂缝修复方法之一,尤其是混凝土表面和深度裂缝效果最为明显,且对混凝土结构承载力的影響最小。具体的做法就是在混凝土裂缝表面涂抹水泥浆。而有的道路桥梁工程采取涂抹环氧树脂胶泥,而由于存在应力,导致裂缝继续开裂,若出现此种情况,应在裂缝表面粘附玻璃纤维网格布进行裂缝修补。
3.2灌浆修复法修复严重裂缝
灌浆修复法是基于表面修复法无法修复的情况下再进行。特别是裂缝已经严重影响桥梁结构安全时,表面修复法的修复达不到桥梁结构安全的需要,就必须采取灌浆修复法修复裂缝。灌浆修复法,就是利用真空设备把浆液压入裂缝,浆液随着时间会逐步硬化,并在硬化后与混凝土形成一个稳定性强的整体结构,从而达到修复裂缝的目的,且密闭性能高。浆液的材质有很多,通常选取水泥浆液、环氧聚合物、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。
3.3嵌缝修复法修复混凝土裂缝
所谓嵌缝修复法,就是在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,既可对裂缝进行封堵,也有利于裂缝外观的平整。
3.4结构加固法
在道路桥梁建设工程中,有些裂缝可能会改变混凝土的结构性能,对道路桥梁的使用性能会产生严重的影响,这种方法可以增加混凝土结构的预应力、加固支点以及混凝土补强。结合裂缝产生的原因,选择合适的补修措施,对整个工程的建设具有非常重大的意义。
结束语
道路桥梁建设中引起裂缝的原因有很多种,有的甚至是因很平常的不被重视的因素导致,因此需要根据裂缝出现的原因及时进行弥补,避免危险事故的发生。必须认真对待每一个工作环节,细致全面地考虑建设施工中可能出现的各种影响因素。
参考文献
[1]秦随燕.桥梁大体积混凝土裂缝成因与控制方法[J].科技风.2010.
[2]刁焕新.混凝土桥梁裂缝产生原因及防治措施探讨[J].中国科技信息.2011.
[3]姚万卿.桥梁裂缝产生原因浅析[J].机械管理开发.2012.