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浅谈桥梁施工裂缝的形成原因

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浏览:- 发布日期:2018-02-04 09:37:21【

浅谈桥梁施工裂缝的形成原因

 施工过程中很容易出现水热化,混凝土被浇筑后,混凝土水化放热并造成内部温度大幅上升,导致混凝土内外温差扩大,从而使得混凝土表面裂缝的出现。

摘要:近年来,随着我国经济的迅速发展,交通基础设施呈现出迅猛的发展趋势,我国各地混凝土桥梁的建造非常多。但是在建设和使用桥梁时总会不同程度的出现裂缝,这些裂缝不仅严重的影响了桥梁建设的质量,而且裂缝导致桥梁坍塌的事故问题频发发生。桥梁施工裂缝的出现甚至成为了困扰桥梁施工人员和工程技术人员的严重问题。对此,文章就桥梁施工裂缝的形成原因进行深入的分析,并对桥梁施工裂缝的处理方法提出一些可供参考的意见和措施。

关键词:桥梁施工,裂缝,形成原因,处理方法

1桥梁施工裂缝的形成原因

1.1因温度变化引起的桥梁施工裂缝

众所周知,水泥混凝土是具有热胀冷缩性质的,因此桥梁施工当中结构内部一旦发生温度等条件的变化就非常容易导致混凝土形变问题的发生。而且混凝土的形变受到约束的话就极其容易出现来自结构内部的应力,如果出现的应力大雨水泥混凝土的抗拉强度便会造成温度裂缝的产生。这种现象主要在我国一些跨径比较大的桥梁中体现的非常明显,主要是因为温度变化而产生的应力超过了活载应力而导致的。需要得到重视的是,温度裂缝产生的一个很重要的原因就是水热化造成的。

1.2因收缩引起的桥梁施工裂缝

①塑性收缩。混凝土出现塑性收缩大多是在浇筑完工后5h左右时间发生,这是因为混凝土此时的水化反应比较强烈,其分子链也是在这一时间内形成的,同时混凝土水分迅速蒸发并产生泌水,从而导致了混凝土塑形收缩的问题。因为水力混凝土骨料由于自重逐渐下沉,同时由于这时的水泥混凝土尚未固化,从而出现了塑形收缩。一般来讲,塑形收缩产生的量级可以达到1%左右。如果在骨料的下沉中遇到了钢筋的阻拦,便会在表面形成沿钢筋方向裂缝。因此为了有效的应对桥梁施工裂缝的出现,可以通过减小混凝土塑形收缩来达到。

②缩水收缩。一般来说,混凝土在硬化之后其表层的水分蒸发速度是非常迅速的,同时混凝土的湿度也是在不断降低的,进而也就出现了混凝土体积减小的问题。由于混凝土在硬化的过程中表层受到了大量的水分损失,但是在混凝土内部损失较小,这种情况也就直接导致了混凝土表面收缩力大于混凝土内部收缩力而产生的不均匀状态。另外,由于在硬化的过程当中,混凝土表面的收缩形变受到了混凝土内部约束力的约束,造成了混凝土表层承受拉应力的现象,而且一旦超过其抗拉强度便会导致混凝土收缩裂缝的出现。大多情况下混凝土硬化后的收缩主要是缩水收缩,例如配筋率在超过3%的构件往往就会对混凝土收缩的约束力极大,从而也造成了混凝土表面非常容易出现裂纹。一般来讲,混凝土收缩裂缝的一大特点就是大多属于表面裂缝、呈龟裂状纵横分布,宽度及深度比较细小。

1.3钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝

在具体的桥梁施工当中,往往会出现由于混凝土质量及钢筋保护层厚度不达标而出现的钢筋受侵蚀和碳化的现象,同时因为钢筋混凝土碱度大幅降低造成的氯化物介入现象,进而造成钢筋表面氧化物受到破坏,从而导致混凝土中水、氧气同钢筋铁离子发生锈蚀反应,使得钢筋表面氧化物的体积急剧膨胀产生对周围混凝土巨大的膨胀压力,造成钢筋保护层混凝土的开裂,严重情况下甚至会出现开裂裂缝沿钢筋走向延伸的问题。因为钢筋的锈蚀作用,不仅让钢筋的有效截面积减少,造成混凝土和钢筋握裹力的下井,而且还可能导致其他形式裂缝的出现,从而加剧了钢筋锈蚀的程度,出现结构性破坏。因此对于钢筋锈蚀引起的裂缝要严格的加以控制,避免桥梁施工中工程事故的发生。

1.4施工工艺质量问题导致裂缝出现

在具体的桥梁施工当总如果没有采取科学合理的施工工艺进行混凝土结构施工的各项施工工作,就非常容易导致桥梁施工中各类裂缝的出现。这一点特别是在细长薄壁中体现的非常明显,一般来讲,桥梁施工中出现裂缝,其走向、宽度和部位都是不同的,产生的原因不同其状态也不同,比如没有振捣密实混凝土便会产生混凝土麻面和空洞等问题,这也直接造成钢筋锈蚀和其他荷载裂缝的产生和出现。其次,在用泵送水泥混凝土施工过程当中,为了保证混凝土具有较好的流动性,往往采用增加水泥和水的用量来实现,但是由于水灰比的加大,往往会造成混凝土硬化时增加收缩量,从而在混凝土表面出现各种不规则的裂缝。另外,如果在分段浇筑混凝土和混凝土分层施工时没有处理好结构相衔接的部位,就很容易在新旧混凝土及施工缝间出现由于施工质量而导致的裂缝出现。比如在混凝土分层浇筑施工当中只浇筑了后浇混凝土却没有再次浇筑前浇混凝土,从而也就导致了混凝土层面之间水平裂缝的产生。另外,在混凝土浇筑施工当中采用分段现浇时,通常会因为没有处理好混凝土接面的清洗凿毛等工作而导致新旧混凝土之间黏结力过小的问题,并造成混凝土裂缝的出现。

2桥梁施工裂缝的处理方法

2.1桥梁施工裂缝的防治措施

2.1.1混凝土原材料

①选用低水热化水泥。水泥在使用前务必要做好各种测试和试验工作,从而确定水泥混凝土是否属于低水热化的水泥类型。另外,由于水泥中矿物质成分结合掺加混合材料数量的不同,因此水泥的谁热化差异也是比较大的。一般来说,混合材料掺量较多的水泥漆水热化程度较低,因此为了减少水泥水热化所引发的裂缝,一定要降低混凝土绝热升温和水泥混凝土内部的温度,进而减少水泥混凝土内外温度差,所以要选用低水热化的水泥混凝土产品。②合理选用骨料。在桥梁施工当中骨料选用的问题上,应该优先选择含泥量较低、热膨胀系数较低的骨料,并在骨料的级配上要做到科学合理。在条件允许的情况下,应该尽可能的使用骨料粒径较大的骨料。这样选择主要是因为骨料本身强度可以保持大于水泥胶体,而且通过采用合理级配的骨料能够有效提高骨料在水泥混凝土中所占的体积,不仅可以很大程度上降低水泥的用量,而且能够间接的降低水泥水热化的问题,防治桥梁施工裂缝的出现。③合理配比混凝土。在桥梁施工前首先要做好混凝土的配合比设计工作,可以利用试验的方式来确定桥梁施工当中所采用的水泥混凝土合理配合比。进而对沙石骨料含泥量进行严格的控制,满足桥梁混凝土设计的强度等级及混凝土的各项性能指标要求,不仅如此,混凝土合理配比还需要满足泵送混凝土流动性的要求,从而有效的节省水泥用量并减小混凝土温度差变化幅度过大,防治桥梁施工裂缝的出现。2.1.2地基处理

桥梁施工中对裂缝进行处理可以通过合理的进行地基处理工作来实现。首先要对桥梁基底采取夯实措施,使得沉降均匀。其次,对刚性扩大基础,并尽量的对基底进行技术处理,力求让下部结构连接成一个整体,从而有效避免不均匀沉降现象的发生,这种情况下则要对基底进行水泥硬化处理,从而保证其稳定性。另外还要做好原有基础和新建基础的衔接工作,从而确保新旧基底承载力是相互吻合的,这一点上可以通过加强横向连接来实现,从而降低沉降对新旧接缝的受力,避免桥梁施工裂缝的产生。

2.2桥梁施工裂缝的处理方法

2.2.1设计方面

结构尺寸要合理,要保证竖向预应力的有效性,要合理的布置构造钢筋,要注意温度的影响

2.2.2施工方面

①模版、支架形变较大。模板的形变和支架下沉通常是引起桥梁施工当中混凝土开裂的重要原因。②预应力度不足。针对预应力不足的问题应该要准确监理预应力度,尤其是长预应力钢束和竖向预应力钢筋。③改变施工顺序。在具体的施工当中一定要严格的按照施工顺序进行施工,从而避免引起不必要的附加应力而造成混凝土的开裂。

2.2.3材料管控

桥梁施工一定要把好材料关,比如严格检查所用混凝土材料的质量、用量、骨料品质及级配。erie混凝土的配合比和外掺剂等有直接关系,因此要严格的做好施工材料的场检验、堆放、混凝土拌合时计量、运输监督工作。

2.2.4技术处理工作

混凝土桥梁施工当中出现裂缝,首先应该在设计施工和材料的选用上找原因,并要根据裂缝的不同情况和具体原因做好技术处理工作,比如表面处理法、填充法、灌浆法及结构补强法等具体措施。

①表面处理法。表面处理法主要包括表面贴补法和表面涂抹法这两种,便面贴补发主要用于桥梁裂缝大面积漏水情况发生时的防渗堵漏,比如不容易确定漏水位置或变形缝的处理。而表面涂抹法则主要用于不漏水、不伸缩和不活动的裂缝,以及浆材难以灌入的细而浅且深度没有达到钢筋表面的发丝裂缝。②填充法。填充法主要是利用修补材料直接的进行裂缝填充工作,但是填充法一般只能用来修复一些宽度在0.3mm以上的较宽裂缝,其突出特点就在于费用低、操作简单。大事对于小于

0.3mm的裂缝就难以达到很好的效果,在这一问题上可以通过采取开凿V型槽的方法来实现,之后并做好填充处理工作,修复桥梁施工裂缝。③灌浆法。灌浆法在桥梁施工裂缝的修复中应用十分广泛,灌浆法不论是对于细微裂缝的处理还是大裂缝的处理都具有良好的适用性,而且处理效果良好。④结构补强法。结构补强法主要针对桥梁总因荷载而出现的裂缝,尤其是对于某些长时间得不到处理而导致混凝土耐久性降低、火灾所造成的裂缝以及影响结构强度的裂缝处理具有良好的效果,具体的处理方法主要有锚固补强法、预应力法和结构补强法这三种方法。

3结语

总而言之,不论是桥梁的施工设计还是使用,都广泛的涉及到了很多方面,比如规划设计、管理施工、运营等多个方面。一旦出现细微的疏漏、施工治理问题或监管不到位都有可能造成桥梁施工裂缝的出现。因此,在桥梁施工过程当中,我们必须要严格的控制好桥梁施工材料的质量和施工技术水平,并做好施工的现场管理,还要充分结合桥梁施工的当地环境和具体情况,采取科学合理的措施,才能有效的控制桥梁施工裂缝的产生。一旦出现施工裂缝,就要及时的采取补救措施,确保桥梁的质量安全与使用寿命。因此在具体的桥梁施工当中,我们仍然要不断的提高自身认识水平、不断提高技术水品、努力提高自身专业素质,争取能够在桥梁施工当中有效的对施工裂缝进行控制,从而促进我国交通基础设施建设的发展。

参考文献:

[1]顾晴霞,郝挺宇.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[3]孙跃生.混凝土裂缝控制中的材料选择[M].北京:化学工业出版社,2009.

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