摘要:近年来,我国的公路交通运输事业飞速增长,道路桥梁工程的数量也在持续增加,各种新型的工艺技术层出不穷,使得工程的施工效率和技术水平不断提高,对于工程质量也提出了较为严苛的要求。在道路桥梁施工中,受各种因素的影响,经常会出现裂缝问题,这些裂缝的存在直接影响了道路桥梁的施工质量和使用安全,需要得到施工人员和技术人员的重视,采取有效措施进行预防。
关键词:道路桥梁施工;裂缝;原因;应对措施
一、道路桥梁施工产生裂缝的主要原因
1、载荷引起的裂缝
载荷裂缝就是指在常规载荷以及侧应力的作用下,使得混凝土道路桥梁产生的裂缝。在外载荷的作用下,道路桥梁表面会出现直接应力裂缝,主要原因是设计模型不够完善,导致道路桥梁的整体结构受力与实际情况不一致,导致道路桥梁整体结构的安全系数不符合标准,也没有充足的结构刚度。此外在构造过程中,少算、漏算载荷造成断面设计不到位。如果配筋以及内力设计失误也会导致钢筋使用量减少,引起质量隐患。在结构设计时也没有进行实地考察,对设计图纸的具体内容也没有进行明确处理,施工过程中没有严格的对机具、材料等进行管控,随意对预制构件翻身、起吊、运输,也没有严格按照相应的施工顺序进行施工,造成结构受力模型发生了严重的变化。在外载荷设计的过程中,计算与结构物的工作状态存在明显的差别,很容易导致桥梁部分产生次应力,引起混凝土开裂的情况。例如应该设计成X型的钢筋,必须要有两铰拱桥的拱脚,并且应该采用断面尺寸削减的方法,但是在实际设计的过程中会出现弯曲的情况,造成混凝土裂缝,引起钢筋锈蚀。此外在道路桥梁结构设计的过程中,常规预算很难准确的判断结构模型的受力变化,往往按照设计师的个人经验来布置受力,这样也会导致设置不理想,在受力构件被挖空之后,形成巨大的集中应力。
2、温度变化而造成混凝土裂缝
混凝土自身具有热胀冷缩的特点,很容易受到外部环境的温度变化而导致内部结构变化,在混凝土热胀冷缩的过程中,如果变形受阻,则结构内部会产生应力,当应力大于混凝土的抗拉强度时,道路桥梁就会产生温度裂缝,尤其是大跨径的钢筋混凝土桥梁中,很有可能造成温度应力超出载荷应力的情况。产生温度变化的原因有很多,首先,我国大多数地区四季分明,一年之内的温差会不断发生变化,这样的缓慢变化也会造成道路桥梁出现纵向位移的情况,甚至造成混凝土变形随着道路桥梁使用的时间越长,受到温度的变化也就越明显,久而久之导致道路桥梁工程的使用寿命下降。其次,大多数的道路桥梁直接暴露在阳光下,混凝土吸收了大量的热量会晒化,造成路面分布不规律的情况产生了裂缝,在大风、暴雪等恶劣天气下,道路桥梁混凝土结构的表面温度会急剧下降,这样突然的温度变化也会造成整个结构的温度分布不均匀,从而引发应力变化,造成裂缝。
3、收缩裂缝
在道路桥梁建设的过程中,混凝土自身的收缩变化,会导致裂缝问题,一方面塑性收缩的影响,在浇筑施工完成之后的4~5h之内,水泥会发生非常剧烈的水化反应,也会急剧蒸发水分,混凝土的失水量过多也会造成混凝土收缩出现塑性收缩,如果骨料在下沉的过程中遇到了钢筋导致结构内部产生裂缝,这种收缩属于干缩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当混凝土硬化完成之后,内部的湿度会不断的蒸发而逐渐下降,导致混凝土的自身体积缩小,当混凝土表面水分蒸发要高于内部水分时,会产生表面收缩过大而内部收缩小的问题,这时的表面收缩变形,会被内部混凝土所约束,表面混凝土就会受到拉力,承受的拉力会大于抗拉强度而形成收缩裂缝。
二、道路桥梁施工过程中的裂缝防止措施分析
1、加大对混凝土原材料的选择,谨慎使用
混凝土是当前道路桥梁施工过程中使用的主要构件之一,其本身也是影响道路桥梁施工过程中产生各种裂缝的主要影响因素之一,因此,为有效避免在施工过程中产生各种裂缝,就必须做好对混凝土原材料的选择,而在这一过程中,首先就是要选择好合适的水泥产品,众所周知,水热化是造成当前许多工程施工过程中混凝土温度裂缝的主要原因之一,同时,混凝土尤其是大体积的混凝土在水化过程中会产生大量的热量,使得混凝土出现升温和降温的情况,从而造成混凝土内外部的温差过大最终产生温差应力,进而产生裂纹,因此在选择水泥的过程中应尽可能地选择水化热较少的水泥,同时在确定了水泥类型后,要在不影响工程整体质量的前提下尽可能地少用水泥。
2、优化施工过程
具体来看,首先应加强对各种原材料的质量监控,严格按照相关规定来采购原材料,把好质量关,同时在夏季时,应建立相应的降温棚等措施来给原材料进行降温处理;在钢筋施工过程中,应严格按照设计图纸来进行施工,确保钢筋的混凝土保护层的厚度以及钢筋之间的宽度符合要求,防止过厚或者过薄而产生裂缝。同时,在混凝土的浇筑过程中,也要适度加强对混凝土的振捣,如果振捣不足,则会产生空洞等情况,从而最终产生裂缝,但也要注意对于混凝土的振捣也应保持适度,不可对其过分振捣,防止出现凝缩裂缝;最后,在混凝土浇筑完毕后,要及时对混凝土表面进行及时的连续养护,养护期间要重点加强对混凝土的湿度和温度等方面的控制,尽量减少混凝土表面的暴露时间,可以采用覆盖篷布、塑料等方法来对混凝土的暴露面进行覆盖等等,这是保证混凝土构件质量的关键措施之一,其目的是避免其表面出现干燥。一般来说,对于已经浇筑完成的混凝土,要在其终凝之前就开始对其进行养护,在养护时间上,要根据水泥类型的不同而有所区别,如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥,其养护时间不应低于7天,对于火山灰等水泥则不得少于14天,对于桥梁等大体积的混凝土的养护时间应适当进行延长。
3、加强设计,减少施工过程中的裂缝产生
有效避免道路桥梁施工过程中的裂缝的产生不仅应贯穿于整个施工全过程中,同时要设计阶段也应有所应对和注意,事实上,许多道路桥梁在施工过程中产生的裂缝往往经过“追根溯源”后会发现问题出现在设计阶段,因此努力对道路桥梁的设计阶段进行优化,也是有效避免工程施工过程中出现裂缝的重要措施之一。在设计过程中,设计师应重点考虑到混凝土等相关构建的受力情况,尽可能地采用中低强度的混凝土材料,尤其是要在这一过程中对混凝土的薄弱部分进行重点考虑,尤其是对那些体积较大、跨度较长的构建,要科学合理地计算出其荷载量、温度变化值、应力大小等等,这对于有效提升构件的抗裂性能具有重要意义,同时,由于体积越大混凝土构建,一般其温度应力也往往更大,产生裂纹的可能性也越高,因此在设计时,应尽可能地设计体积相对较小的混凝土构件,另外,在一些重点特殊位置例如拐角处、凹角处等特殊位置上,应尽可能地采用密间布置,也就是小间距进行布置,其间距不应大于100mm,从而有效避免因为间距过大而最终导致裂缝的产生。
结束语
总而言之,在社会经济飞速发展的背景下,道路桥梁工程的数量也在不断增长,为人们的日常出行提供了便利。从保障道路桥梁工程施工质量和运行安全的角度,需要做好质量控制和管理,对施工中存在的裂缝问题进行预防和治理,通过对裂缝问题成因的分析,找出问题的根源所在,采取切实可行的措施和方法,减少和消除道路桥梁中的裂缝,保证工程的施工质量,以此来推动我国经济的健康发展。
参考文献
[1]潘杰.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施分析[J].四川水泥,2017,(11):88.
论文作者:叶辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 道路论文; 过程中论文; 应力论文; 载荷论文; 《防护工程》2018年第36期论文;