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摘要:我国道路桥梁施工过程中受到多种因素的影响,出现了很多病害,给桥梁带来一定的通行压力。因此,施工过程中,要不断采用先进的施工技术和施工材料,延长我国道路桥梁的使用寿命,进而提升施工企业的经济效益和社会效益,促进道路工程的可持续发展,保证桥梁整体质量以及人们出行安全。本人现针对桥梁工程的常见病害及施工处理技术做出具体分析。
关键词:桥梁工程;常见病害;施工处理技术
1 混凝土桥梁裂缝种类、成因
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
1.1荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:
1.1.1结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。
1.1.2施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
1.1.3使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。
1.2 温度变化引起的裂缝
1.2.1年温差,一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝
1.2.2日照,桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝,日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。
1.2.3骤然降温,突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。
1.2.4水化热,出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。
1.2.5蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。
1.3 地基础变形引起的裂缝
1.3.1地质勘察精度不够、试验资料不准,在没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁,勘察时钻孔间距太远,而地基岩面起伏又大,勘察报告不能充分反映实际地质情况。
1.3.2地基地质差异太大,建造在山区沟谷的桥梁,河沟处的地质与山坡处变化较大,河沟中甚至存在软弱地基,地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。
1.3.3结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下,各部分基础荷载差异太大时,有可能引起不均匀沉降,例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大,中部的沉降就要比两边大,箱涵可能开裂。
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1.3.4结构基础类型差别大,同一联桥梁中,混合使用不同基础如扩大基础和桩基础,或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时,或同时采用扩大基础但基底标高差异大时,也可能引起地基不均匀沉降。
1.4 施工工艺质量不合格导致裂缝产生
首先,在具体施工的过程中,对大体积混凝土保温对策欠缺,二次抹面未完成,导致其表层出现裂缝。其次,振捣工艺的制约。容易导致蜂窝,麻面以及空洞的状况发生,最终引发裂缝。再者,浇筑速度并未有效的把控。导致其硬化发生的前期沉实环节不到位,导致裂缝的发生。第四,搅拌时间,运输环节以及水蒸发造成的损失。最后,模板拆除环节并未严格根据相关标准执行,从而导致桥梁裂缝的发生。
2 裂缝处理技术
2.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.2 灌浆、嵌逢封堵法灌浆法
主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
2.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
2.4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
2.5 控制好施工工艺
首先,加强大体积混凝土保温措施,对于二次抹面环节给予充分的重视。其次,加强振捣环节的有效把控。在振捣的过程中,振捣棒插入上一层保持在 5~10cm,通常振捣实际保持在 1分钟左右,直到没有气泡再次排出方可停止。为有效的防止施工裂缝的发生,必须进一步加强施工过程监管、把控,处理好施工细节,切实保障施工精准性。
2.6 对温度进行严格监控
为了更好地保证桥梁施工过程中,由于温度变化所导致的裂缝发生,必需从以下几个方面进行:首先,在进行高温施工的过程中,为有效降低温度,需要在水中加入冰块,亦或是在混凝土内埋设水管,在此基础上,灌入冷水,达到降低温度的作用。其次,为有效避免施工材料在太阳下暴晒,可以加设遮阳棚,并在材料表面洒水,从而降低其温度。最后,为防止早晚温差带来的影响,需要在混凝土表层通过一定的保温对策加以保护。
结束语
随着我国国民经济和交通事业的快速发展,我国桥梁建设工程取得了跨越式的进步,但针对工程的常见隐患应在深入剖析病害原因的基础上采取及时、合理的施工处理技术以提高路桥基础设施的质量和安全性能,最大限度的提高工程建设效益,为了有效的保证桥梁的使用安全,防止施工裂缝的发生,必需严格把控施工的质量,重视后期维护保养工作,定期完成检查,及时发现问题并给予有效的解决。
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论文作者:陆长衢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 结构论文; 温度论文; 荷载论文; 病害论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;