摘要:在桥梁工程中,施工裂缝是一种常见的质量通病,其形成原因多种多样,对于桥梁结构的稳定性和可靠性危害巨大。对此,现场施工人员应该重视起来,对引发桥梁施工裂缝的主要原因进行分析,做好相应的防范和处理工作,对施工裂缝进行有效控制,不断提升桥梁工程的施工质量和技术水平,提升自身的专业素质,推动我国交通基础设施的建设和完善。
关键词:桥梁工程;施工裂缝;形成原因;处理办法
引言
在桥梁施工过程中,由于各种因素的影响,使得桥梁存在大量的施工裂缝。施工裂缝的存在不仅会降低桥梁的使用性能,影响桥梁的美观性,同时缩减了桥梁的使用寿命,容易引发重大安全事故。因此,在桥梁施工过程中,应该严格规范施工程序,并采取有效的措施及时处理施工裂缝,最大限度的降低施工裂缝对桥梁稳定性和使用安全性的威胁。文章对桥梁施工裂缝的成因进行了分析,并提出了有效的桥梁施工裂缝防控措施,希望可以为实际的桥梁施工提供一定的理论借鉴。
1裂缝对桥梁施工的影响
在桥梁施工过程中发生的裂缝,会使工程在完成交付之后的使用耐久性受到很大的影响。详细而言,裂缝产生的危害会对整个桥梁工程所带来的影响通常体现在以下几点:工程的具体结构、内部使用的钢材以及桥梁使用的期限。结构指的就是桥梁工程主体的结构,这对整个工程的结构稳定性来说是非常关键的一项组成部分。内部钢材就是指雨水或者是空气当中的水分会透过桥梁工程表面的裂缝,不断的渗透到水泥混凝土内部钢材位置,随着裂缝不断的加深,桥梁的内部钢材就会慢慢的暴露在外面,影响工程的施工安全以及结构的稳定能力。使用年限就是指裂缝产生的危害会大大的加快工程的使用破损情况,从而在一定程度上减少桥梁工程的使用期限。
2桥梁施工裂缝成因
2.1桥梁荷载引起的裂缝问题
桥梁是交通运输的重要载体,需要承受过往车辆的动力和自身重力等不同形式的荷载,如果设计人员在进行桥梁设计时没有充分的考虑桥梁承载力,使得设计荷载与桥梁实际承载力存在较大的差异,就会导致桥梁裂缝问题的出现。此外,在桥梁施工过程中会用到许多大型的机械设备,这些机械设备体积庞大,如果将其放置在不合理的位置,会使桥梁承受多余的外在荷载,进而增加桥梁裂缝出现的可能性。
2.2内外湿度不均匀会引起干缩裂缝问题
如果在桥梁施工过程中没有很好的控制混凝土材料的内外湿度,那么在混凝土养护后期就会容易出现干缩裂缝问题。混凝土内外湿度不均匀主要由于混凝土在硬化的过程中,受各种环境因素的影响,导致混凝土外部结构中的水分蒸发速度加快,进而导致混凝土表面出现不同程度的干缩变形问题。随着变形问题的不断加剧,混凝土内外部会产生较大拉力差,最终导致混凝土结构出现干缩裂缝问题。
2.3土质结构不稳定会引起沉陷裂缝问题
受桥梁自身性质的影响,一般桥梁施工场地会选择在人烟稀少、地势陡峭的偏远山区。山区的地质结构比较复杂且不稳定,会随着环境以及天气的变化而发生一定的变化。如果桥梁施工恰巧遇到了雨季,那么频繁的降雨会使原本不稳定的地质结构变得更不稳定。再加上施工场地土质通常比较松软,施工过程中又没有进行加固处理,那么因土质结构不均匀沉降问题所导致的混凝土沉陷裂缝的出现几率会明显增大。
2.4温差过大会引起的裂缝问题
混凝土是桥梁施工的重要材料,混凝土材料的施工质量直接影响整个桥梁施工的质量,同时也关乎桥梁建设完成后的使用安全性。然而由于各种因素的影响,尤其是温度因素的影响,导致混凝土裂缝问题频繁发生,直接影响了整个桥梁工程的质量。在桥梁混凝土施工过程中会出现白热化的现象,导致混凝土内部温度明显高于外部温度,随着温差的不断拉大,混凝土内、外部压力差也会变大。如果不尽快解决温差过大问题,那么就会很容易使混凝土出现裂缝。此外,因气候条件变化所导致的温差问题也会引起混凝土裂缝。比如,在寒冷的冬季,外部环境温度本身就很低,那么在外部温度的影响下,混凝土内部水温也会有所下降,甚至出现结冰的现象,导致混凝土内部膨胀,进而催生混凝土裂缝问题。
2.5混凝土收缩引起的裂缝问题
收缩性裂缝问题经常会在桥梁混凝土浇筑完成大约5小时后出现,主要是由于混凝土在浇筑冷却过程中会发生剧烈的水化反应,导致混凝土表面的大量水分流失,从而引发混凝土塑性收缩裂缝问题。此外,如果施工人员在运输、搅拌、浇筑混凝土期间出现了差错,会影响到混凝土自身性能,进而导致混凝土裂缝问题的出现。再加上施工人员在桥梁施工过程中没有综合考虑环境因素的影响,也没有根据季节的变化而调整桥梁混凝土施工方案,那么受外界环境因素的影响,桥梁裂缝问题也将无法避免。
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3桥梁施工裂缝防控措施
3.1温度裂缝的防控措施
解决温度裂缝问题首先应当将日温差以及季节温差的变化在建模计算的过程中确保输入的参数都能够与实际桥梁的参数相符,并且能够将桥梁所在区域的实际情况进行充分的考虑,然后选择合理的温度梯度方式以及最大温差,还可以利用现场测试的方式进行数据的反馈以此修正模型的计算;其次,在混凝土中参入定量的粉煤灰也是降低水化热温度应力的有效措施。粉煤灰的作用能够减少最大温差,并且能够降低最大拉应力,对混凝土早期抗裂性能有所提高;最后,还可通过水热化效应分析的方式,找出温度应力较大的地区并且在初凝期间能够将其进行保温、洒水的养护处理,以此能够保证拆模的时间合理化,考虑到日气温的变化,拆模的时间不宜在气温骤降的过程中,能够防止混凝土表面出现温度冲击的情况导致的裂缝现象。在夏季施工过程中降低混凝土的入仓温度,在凌晨温度较低时进行浇筑。
3.2合理规划桥梁施工方案,科学设计桥梁荷载力
设计人员在进行桥梁设计之前,需要抵达施工现场进行实地考察,仔细勘察施工现场周围环境状况、水文条件、地质条件等,为桥梁施工方案的制定提供可靠的参考依据,确保桥梁施工方案的合理性。同时结合桥梁工程施工的需要,科学的设计桥梁承载力,对钢筋的使用进行合理的布局与规划,以提升桥梁自身稳固性,增强桥梁承载能力,满足预期的要求。此外,设计人员还应提高桥梁排水问题的重视度,按照断面设计排水,保证桥梁的平整度,将雨水及时排泄出去,避免雨水渗透对桥梁造成腐蚀,提高桥梁的使用安全性。
3.3严格控制混凝土质量
为满足后期使用要求,在施工前,施工单位要先完善混凝土材料的选择工作,以此从根本上提高桥梁施工质量。为保证桥梁施工质量,应该对原材料做全面的了解,选择质量标准高原材料,以免出现因原材料质量问题导致混凝土施工质量不合格。在搅拌混凝土时,技术人员要对配合比及塌落度进行严格的控制。通常塌落度要高于80mm,但是也不能超过100mm。在配比中,要按照桥梁的具体情况进行配制,一定不能盲目地按施工经验进行。
3.4提高施工质量加强后期养护
合理的施工方式能够降低混凝土内外部分的温度差,降低混凝土建筑产生裂缝的现象。混凝土的浇筑方法很大程度上影响混凝土结构。推移式连续浇筑混凝土方法能够有效地减小混凝土建筑裂缝的产生。浇筑过程中减少间隔时间,层间最长时问不能超过混凝土的初凝时间。利用新的建筑技术,加强改善混凝土强度,提高混凝土抗压能力,能够有效地减少混凝土裂缝的产生。规范施工方式也能够减少混凝土裂缝的产生。在施工初期,对于混凝土的配比、浇筑方式和时间等都有精确的计划和施工步骤。严格按照计划施工,对于施工过程涉及的问题要及时认真地解决。后期混凝土的养护工作,很大程度上减少了混凝土裂缝的产生。过于干燥的环境容易使混凝土结构由于表面干缩产生裂缝,可以用扫水车洒水方式进行养护,使混凝土处于湿润状态中。
3.5从地基和温度方面进行改进
从地基方面进行改进。对建筑物的地基进行夯实和换填夯实等。对于有冻土的基底,要考虑到冻土存在的影响,对基底进行技术处理,使基底的沉陷均匀,避免因基底沉陷不均匀造成混凝土结构裂缝。混凝土内部的温度和混凝土的配置材料有关。混凝土在形成时,采用水泥的量和混凝土的厚度呈现正比例关系。水泥的用量又和混凝土建筑物内部温度以及压力相关。有效地控制混凝土内外两部分的温差,能够减少混凝土建筑裂缝的产生。混凝土结构本身受温度影响比较大,针对此种现象,在混凝土施工中,施工单位应该完善温度控制工作,以此保障混凝土施工技术的有效应用。在桥梁施工中,可以应用冷水降温方法,冷却混凝土碎石,以此降低浇筑温度。遇到特殊情况,比如夏季施工时,如果遇到高温天气,同样可以使用冷水降温方法,减小浇筑层面厚度,以此降低施工整体温度,避免出现裂缝。桥梁施工中使用混凝土施工技术,要提前把冷却水管埋在其中,接着注入冷水,以此实现降温效果。还需注意的是,施工中,要掌握混凝土进模温度,这也是温度控制中的关键环节。
结束语
桥梁技术在近年来发展非常迅速,其理论技术已达到了较高的水准,然而在实际施工过程中,工程质量受到诸多外界环境的影响,大部分桥梁出现了较为严重的裂缝,由于裂缝原因,往往会造成严重的交通事故。为了有效避免桥梁施工中出现裂缝,技术人员必须深入研究其发生的原因和内在因素并采取有效的防控措施。
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论文作者:李劲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/26
标签:裂缝论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 温度论文; 成因论文; 温差论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;