摘要:桥梁工程是我国交通建设过程中的重要内容,随着人们对交通设施的要求越来越高,在道路桥梁建设过程中也积极加强对施工技术的控制,从而不断提高道路桥梁安全程度。由于混凝土自身原因以及施工中的种种原因,几乎所有桥梁混凝土上都有裂痕,严重的还会影响桥梁的实用性和安全性。本文分析了桥梁混凝土裂缝产生的原因,同时提出了预防混凝土裂缝的方法,同时对桥梁混凝土裂缝的修补和加固进行了探究。
关键词:混凝土;桥梁工程;裂痕修复
桥梁混凝土裂痕问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题。对于桥梁结构而言,混凝土裂痕是桥梁缺陷的集中表现,也是桥梁最常见的病害。桥梁混凝土裂痕的产生原因较多,同一条裂缝可能是由于多种因素造成的,因此,需要正确认识到公路桥梁混凝土裂痕形成原因,并提出相应的防治措施,以进一步提高桥梁质量。
1.桥梁裂痕产生的原因
1.1.受温度影响产生裂痕
由于混凝土具有明显的热胀冷缩性质,其外在、内部温度发生变化时,可能会出现裂痕。当变形力受到约束,则会在结构内部产生应力,一旦应力大于混凝土抗拉强度,裂痕就会产生。温度可以包括降温、日照和水化热等因素。混凝土硬化初期水泥水化放热造成内部积聚较多热量,温度升高,而外部环境温度较低形成温度梯度,混凝土温度开始下降。温下降过程中混凝土发生收缩变形,在约束条件下,将在结构内部及其表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时,结构开裂。根据裂痕形式,将其划分为表面裂痕、深层裂痕、贯穿裂痕三种形式。其中,表面裂痕属于无规律裂痕,可能沿多个方向发展;深层裂痕与贯穿裂痕主要与主筋平行。温度变化所引起的裂痕宽度不一,所产生的危险程度也是不一样的。另外当天气突然降温或阳光暴晒的时候,会导致混凝土的表面温度发生变化,使得和内部温度形成较大的温度梯度,拉力增大,从而产生了裂痕。
1.2.受施工影响产生的裂痕
在施工过程中,施工工艺的不当,施工材料质量的不合格等都会导致混凝土产生裂痕。施工不合理也可能引发结构性裂缝,例如预应力结构出现的张拉裂缝问题,该种裂缝出现的主要原因是施工人员未能按照设计的张拉强度进行施工作业,导致混凝土的密实度不够、锚垫板的位置不合理等,最终引发结构性裂缝。除此之外,地基变形是指水平方向产生位移,基础竖向发生不匀称沉降,从而超过了混凝土自身的抗压能力,引起钢筋上方的结构变化处发生开裂现象。在混凝土施工过程中,有的施工人员、管理人员的 质量意识和责任意识不足,比如材料设备管理、施工质量检 测管理、施工竣工验收管理等,任何一个环节都是工程施工 过程中的重要组成部分,由于施工人员和质量监管人员的质量意识不强,在施工过程中容易出现管理漏洞,最终导致混凝土施工质量问题频频出现。
1.3.受施工材料影响产生的裂痕
施工材料包括水泥、骨料和外加剂等,如果选取的水泥安定性不符合国家的标准,水泥出厂的时候强度不够或者由于水泥存放期过长,受到寒潮的影响而降低了水泥的强度,这些因素都会引起混凝土产生裂痕。如果混凝土的质量不合格,钢筋表面的混凝土保护层就会受二氧化碳的影响而侵蚀碳化从而导致混凝土保护层剥落开裂,沿着钢筋的纹路而发生了裂痕。混凝土是各种材料混合而成的一种施工材料,根据不同的比例关系对化学外加剂、水、水泥等物质进行配比制成,因此,任何一种原材料的质量都会对混凝土的质量产生影响。当前很多桥梁施工企业在施工过程中都采用商品混凝土,商品混凝土经过长途运输,很有可能会导致混凝土的水灰比变大,从而出现混凝土被稀释的现象,从而对混凝土的牢固性和稳定性产生影响。同时,在桥梁施工现场,对现场砂石的泥土没有进行及时清除,也会导致混凝土中的砂石含泥量较高,因此,对混凝土中各种原材料的比例产生影响,从而影响混凝土的整体性能,导致混凝土出现裂缝、麻面等现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桥梁混凝土的施工质量主要取决于建筑施工材料,施工材料质量不合格、偷工减料、混凝土配比不合格等均会引发质量问题。
2.混凝土裂痕的防治措施
2.1解决温度对混凝土裂痕的影响
鉴于温差裂缝产生的原因,一般在温度裂痕控制中,会适当的掺加外加剂与粉煤灰。在满足设计条件的基础上,加入原装粉煤灰,能有效降低水化热,避免混凝土在绝热条件下出现温升现象,以强化其抗裂能力。添加粉煤灰的标准为:混凝土掺加20%粉煤灰、其温升与水热化约为未掺加时的80% ;外加剂具备减水作用与分散作用,能进一步降低水化热,延缓放热峰出现时间,最终降低出现裂缝的概率。除上述方法外,合理的控制混凝土浇筑温度与出机温度,也能有效防止温度裂缝。常见的方法是降低石子温度,因为每立方米中石子所占的比重最大,且比热最小。同时,若在施工过程中温度较高,要避免混凝土被阳光直射,可以在砂石场地搭建遮阳棚,也可以向集料洒水,达到降温的目的。
2.2.解决施工对混凝土裂痕的影响
混凝土施工是桥梁施工过程中的关键环节,在现代桥梁施工过程中,尤其是一些跨度较大、规模较大的桥梁工程,对混凝土工程的质量要求很高,必须要积极加强对混凝土施工技术的控制,混凝土施工包括混凝土配制、浇筑、养护等过 程。桥梁的墩台、承台等以下部分是最容易出现裂痕的。对于出现的温度裂痕不宜修补,只能加强防御。在设计施工的阶段,尽量的限制连续浇筑的长度,在施工阶段实行分段浇筑,并采取其他的一些措施来尽量的减少混凝土出现收缩。在预应力施工阶段,抽拔管道成孔的时候要特别注意把握好时间,如果太早会拉裂管壁,在灌浆的时候就会出现穿孔的现象。除此之外,还要控制浇筑的速度,对混凝土表面通过草席遮盖,并浇水进行选择。只有采用了正确的方法对裂痕进行修补,才能真正的做到对症下药,才能使桥梁更加具有稳固性。
2.3.解决施工材料对混凝土裂痕的影响
桥梁混凝土的施工质量主要取决于建筑施工材料,施工材料质量不合格、偷工减料、混凝土配比不合格等,均会引发质量问题。水泥的水化反应是混凝土产热的主要来源,所以在混凝土强度满足设计要求的同时,尽可能选择低标号或产热低的水泥以降低水泥水化反应热量的产生。同时选择级配良好的粗细集料,控制粗集料的针片状颗粒含量也可以减少混凝土收缩裂缝。桥梁混凝土多采用泵送混凝土,对混凝土流动性要求高,造成混凝土水胶比偏大,所以必须要添加有效的减水剂,降低混凝土单位用水量,减少水泥水化热放热量。同时在条件允许下掺加矿粉和粉煤灰取代混凝土中水泥用量,降低水泥水化热同时还可以增加混凝土流动性。各种原材料的质量以及比例是影响混凝土材料整体性能的重要因素,在混凝土施工之前必须要积极加强对原材料质量的监管,对混凝土施工的各种材料质量进行监管,对厂家的生产资质进行检查,确保施工材料满足施工要求。同时,还要根据不同部位的施工要求,对材料的配比进行控制,提高混凝土材料的质量,减少混凝土裂缝问题。
3.结语
分析桥梁混凝土结构性裂缝与非结构性裂缝的形成原因,包括设计因素、材料因素、施工因素等,提出相应的预防措施,包括选择适当的材料、控制水灰比、控制配合比、做好混凝土养护工作等。同时还应做好桥梁混凝土施工设计,加大施工过程中的安全检查与质量检查力度,进而提高桥梁混凝土施工质量,延长桥梁使用寿命。只有明确了裂痕原因,找到相应的解决办法,才能更好的促进我国桥梁建筑工程向更完善的方向发展。
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论文作者:王淑媛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
标签:混凝土论文; 裂痕论文; 桥梁论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 质量论文; 《基层建设》2018年第5期论文;