摘要:通过104国道杨鹿线杨家埠互通桥主跨连续梁施工实际,分析普通钢筋混凝土连续梁桥面裂缝产生的原因,并提出一些切实可行防治措施。
关键词:桥面裂缝;原因分析;防治措施
一、前言
加大公路桥梁的使用寿命,是研究人员一直努力的方向。由于施工、设计、管理等方面原因,钢筋混凝土连续箱型梁桥的桥面铺装和上部构造裂缝普遍存在,过早的出现这种现象如果不能及时处理解决,裂缝状态轻者影响外观质量,导致混凝土的防水性能下降,渗水后逐渐锈蚀钢筋;重者影响箱梁的结构受力和工作性能,危及桥梁安全,必须引起高度重视。
二、裂缝成因
1、设计原因
设计理论的不完善是桥面顶板出现裂缝的主要原因,例如按设计T梁的方法设计箱梁构件,可能会对梁体产生不利影响。有的桥梁采用钢筋混凝土刚性防撞栏杆,由于防撞栏杆与箱梁共同受力,使箱梁的实际受力又改变了原来的设计假设状态。所以,设计的假定状态与箱梁的实际受力状态严重不符是箱梁产生桥面裂缝的重要原因,另外,连续梁钢筋设计多而密,给钢筋制作、焊接安装都带来相当大的困难,施工过程中很难达到设计要求,造成钢筋实际布置与设计差别较大,也是导致裂缝产生的一个原因。
2、施工原因
(1)箱梁骨架钢筋密集,施工难度大,骨架钢筋的安装位置、制作高度、箍筋的制作安装等很难达到设计要求。实际施工的连续箱梁、结构钢筋与设计假设状态相差悬殊,导致箱梁各肋钢筋骨架受力状态存在着人为的不均匀,使得箱梁承载力降低。另外,因骨架制作安装精度不够,温差影响使预留伸缩缝的宽度不足,引起温度应力,从而产生附加裂缝。
(2)预应力箱梁张拉时,张拉力和延伸量(双控)不能很好地控制,梁体受力不均匀,再加上压浆不及时,会造成应力损失,产生桥面裂缝。
(3)箱梁骨架钢筋密集、间距小,肋骨架钢筋处的混凝土难以振实,且骨架处的混凝土多为砂浆,致使抗拉区的混凝土强度低于设计强度,造成箱梁混凝土强度不均匀,是产生箱梁桥面裂缝的重要原因之一。
(4)每立方米混凝土的水泥用量过大,混凝土凝固过程产生的水化热很大,导致收缩较大,易产生收缩裂缝。从本工程裂缝处凿开的桥面混凝土碎块看,骨料少且偏小,砂浆占多数,缺少足够的粗骨料,容易引起裂缝。
(5)混凝土养生方法欠妥正常情况下,桥面混凝土应在收浆后尽快使用吸水材料覆盖,及时洒水养护,保证混凝土表面经常处在湿润状态,至少养护7天以上。而该桥面初期混凝土的养护是在新浇筑混凝土的表面覆盖一层塑料薄膜,从侧边往里注水。由于塑料薄膜没有蓄水能力,注入的水很快便顺着纵、横坡外流。在烈日的暴晒之下,桥面混凝土容易开裂,且强度也会降低,后期采用土工布保湿养护,裂缝现象大量减少。
(6)支架拆除时间与程序不合理。主孔浇筑完成后,由于工期较紧,支架拆除较早,导致了混凝土早期裂缝的产生。支架拆除顺序又常常采用单跨拆除,使连续梁产生较大瞬时荷载,这种荷载往往较大,加剧施工裂缝的产生。
(7)温差较大.桥面养生期间,保湿养护不到位,气温变化较大,也是导致混凝土出现裂缝的一个原因。
三、裂缝的防治
1、在设计上有必要对箱体进行整体受力分析和刚度变化分析,对靠近于支座一定范围内的箱体应进行抗弯、抗扭叠加分析与验算,适量增加构造钢筋。还应进行桥面横向不对称荷载对箱体产生不利影响的受力分析,最好能从不同角度对应力状态进行研究并且进行复核。为了证实设计的正确性,有必要进行各种试验。
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2、钢筋布置尽量合理,便于制作安装钢筋布置不宜多而杂,应尽量简化,易于安装,便于施工,这样容易保证施工质量,使设计与实际相符合。铺装层的钢筋网通常设计配筋为 8圆钢筋,间距20× 20cm。由于钢筋直径偏小,间距较稀,起不到约束混凝土开裂的作用。此外,圆钢筋与螺纹钢筋相比,在约束混凝土收缩裂缝上效果较差,建议采用螺纹钢筋做箍筋,且设计应尽量做到便于制作与安装,施工方便就容易保证工程质量,从而使箱梁实际受力状态与设计假设相符。
3、在施工过程中要把好材料质量这一关。除按操作规程施工外,还要认真做 好钢筋骨架的制作与安装。保证骨架就位的几何尺寸符合设计要求,根据构件的不同要求,设计相应的配合比,不同的配合比采取不同的施工程序,从而保证混凝土质量及强度的均匀性和耐久性。
4施工中严格按照设计要求及施工规范执行,确保工程质量。连续梁施工应严格按操作规程,施工规范进行,严把建筑材料关。认真做好钢筋制作和安装,使之符合设计要求。特别是连续梁顶板钢筋网制作更应仔细认真,它的质量好坏,直接影响到裂缝的产生。同时,对混凝土配合比也应严加控制,保证混凝土质量和强度。施工质量的提高,能有效的控制裂缝的发生。
5、要认真验算支架的稳定性并采取相应的措施防止支架下沉和变形。严格按照设计要求的拆架程序,认真做好整个拆架过程中的每一步工作,防止拆架产生过大的瞬时荷载,引起不应有的施工裂缝。
6、混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,特别是施工现场的混凝土坍落度控制工作要加强,避免施工配合中水灰比过大或者施工中任意加水等情况的产生。混凝土振捣要密实,施工如遇到大风天气等,尽量避开。如果一定要施工,要特别注意覆盖,而且要用土工布,草帘等材料覆盖洒水养护。
7、连续梁施工,拆模后注意对混凝土的养护工作,应及时洒水覆盖养生,防止失养,减少干缩裂缝的产生,提高混凝土质量。
8、为了减少控制桥面裂缝的发生,必须做到“精心设计、精心施工”,认真抓好每一工序的施工质量,根据实际情况确定合理的工期,在已定工期的前提下安排好施工程序,从而保证结构的质量和使用安全。
四、裂缝的处治
1、采用环氧树脂类化学灌浆剂来对裂缝进行修补。这种环氧树脂类化学灌浆剂粘度非常低,刚配制出来时几乎接近于水,它可以不需要压力灌注,只需要往裂缝内倾倒,就能依靠自身重力渗透到混凝土裂缝,几十分钟就可以凝固,数小时后就可以满足混凝土补强要求。
2、采用水性水泥密封防水剂。其特点是可以渗透到混凝土内部并与碱性物质起化学反应,生成乳胶体堵塞水泥砂浆内的毛细孔道,起到防渗作用。
3、沥青玻璃丝布防水材料。沥青玻璃丝布是处理裂缝防渗漏水的较好材料,在桥面上铺设沥青玻璃布,可以防止桥面水的下渗,保证桥面具有良好的水稳定性。
本工程综合实际情况与各修补施工工艺,采用第一种方法取得了良好效果,得到指挥部、质监站的认可。
五、结束语
公路连续箱梁桥面裂缝,不仅影响梁的受力性能,同时也会影响钢筋的锈蚀,进而影响钢筋的物理力学性能,从而影响桥梁的工作性能。如何诊断、预测以及采取什么措施使公路连续箱梁安全延长使用寿命,是人们普遍关注的课题。首先应从设计上入手,做到设计合理;其次在施工过程中,也应认真抓好每道工序施工质量,严格按设计要求和施工规范施工。只要施工技术人员本着一颗认真负责的心,严格按规定要求施工,严把质量关,就必定能防患于未然,尽可能地降低混凝土裂缝的出现。当然,出现裂缝后也不要慌张,应该分析原因,认真总结,针对实际情况对裂缝进行修补,减少损失。
参考文献:
[1]周祖勇,刘亮.混凝土桥面铺装层裂缝成因分析及防治措施.山西建筑
[2]梁涛•普通钢筋混凝土连续梁桥面裂缝浅析•合肥:华东公路
[3]景国忠.公路桥面裂缝产生的主要原因及处治,建筑结构.
论文作者:王亮
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签:裂缝论文; 桥面论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 骨架论文; 受力论文; 状态论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;