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摘要:裂缝是桥梁致命的质量问题,在实际情况下施工应该加大各方面重视力度。同时,也要根据桥梁具体情况和其所处地理位置的自然条件等将可能存在的问题加以综合分析,根据实际问题确定切实有效的对策和措施。只要加强施工过程管理力度,混凝土裂缝是可以控制的。本文对公路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行了探讨。
关键词:桥梁;混凝土裂缝;控制;原因
引言:混凝土裂缝在桥梁工程中造成的影响非常大,怎么预防和处理混凝土桥梁裂缝一直是困扰桥梁建设者的一大问题。一座桥梁从建成到使用,涉及设计、施工、监理、运营管理等各方面,不管哪个方面管理不慎都可能使混凝土桥梁出现裂缝。
1混凝土结构裂缝的分类
造成混凝土桥梁出现裂缝的原因比较复杂,主要受材料、施工、使用环境及结构设计等因素的影响。裂缝种类繁多,不同的裂缝对桥梁的危害各有轻重。混凝土桥梁裂缝的分类,按时间分早期裂缝和后期裂缝;按成因分收缩裂缝、温差裂缝及安定性裂缝;按空间尺度分表面裂缝和深层裂缝;按危害分表面裂缝和贯穿裂缝;按产生原因分物理类裂缝和化学类裂缝,而物理类裂缝是最常见而且最难预防和控制的。
2、公路桥梁施工混凝土裂缝问题的主要危害
2.1如果公路桥梁施工中产生混凝土裂缝,那么混凝土结构内部就很容易渗入空气中的二氧化碳,在水化产物的相互作用下出现混凝土碳化现象,这会破坏钢筋纯化膜,降低混凝土的碱度;如果空气和水在同时期同时渗入,那么钢筋就产生锈蚀;同时混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用。这些将最终危害公路桥梁的正常使用。
2.2施工中产生的混凝土裂缝,将使公路桥梁产生渗漏,而且裂缝可能在压力水的作用下逐步扩展。当公路桥梁混凝土内部渗入水流以后,可能会使混凝土遭遇水解破坏,从而使混凝土结构物遭受破坏。
3、公路桥梁施工混凝土裂缝成因
3.1混凝土自身收缩原因
混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后,水泥的水化反应非常激烈,并逐渐形成一条分水链,由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉,当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀,或者其表面收缩过大,那么就会受内部混凝土的制约,从而使表面的混凝土承受一定的拉力,当压力超过一定值后,混凝土就会产生收缩性裂缝。同时,在骨料的下沉过程中,由于钢筋等物体的阻挡作用,因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后,其表面的水分将逐渐蒸发,温度降低到一定程度,混凝土的体积就会逐渐变小,缩水收缩裂缝进而就会出现。
3.2温度原因
当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候,同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质,混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象,并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候,混凝土就会出现裂缝问题。因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快,混凝土自身的水化热效应等原因,导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形,这时混凝土的强度就会变得非常小,很难抵抗变形应力,这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
3.3钢筋锈蚀原因
公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中,公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下,将遭受到自然因素的影响;同时防腐设施比较简陋,桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果钢筋出现生锈,其体积就会膨胀,进而导致混凝土产生裂缝。2.4荷载原因。如果受到动、静荷载以及次应力的作用,混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中,没有做好严格的施工质量控制,都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞,导致施工过程中混凝土受到外力的作用,就会使混凝土产生裂缝。
4、公路桥梁施工中的混凝土裂缝控制
4.1施工中原料的选用控制
必须严把施工原料质量关是实现混凝土质量控制的基础:(1)必须使原材料符合全部技术性能指标。在对原料进行检验时,如果施工条件发生变化,应该按照变化的施工条件来及时调整检验标准与检验频次;(2)在选择原料的时候,在保证活性的前提下,应该严格控制砂、石含量,尽可能选用级配良好的骨料,采用细度小的水泥。
4.2施工期间预防控制
(1)①严格按照浇筑顺序进行施工,振捣时间应均匀一致,不得出现施工冷缝,同时分排进行施工浇筑,施工缝留在后浇带处。②模板、预埋件等在施工中无损坏或变形现象,必须保护措施得当,同时必须根据振捣棒的铺料间歇时间、有效震动长度来确定浇筑时间。③浇注完毕后,表面要抹平、压实,排除泌水,清除多余灰浆。④必须在定浆后进行二次抹压、二次复振,以防止出现表面与松顶干缩裂缝的产生;(2)应考虑高温,高蒸发引起拌和物塌落度的损失,适当调整混凝士配合比增加用水量,加大水灰比,为避免混凝土下降可添加适量的高效减水剂。这些是混凝土配合比设计应该考虑的问题;(3)在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度,因为砂、碎石等材料在混凝土中所占比例大约为80%;(4)为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。因为普通硅酸盐水泥是桥梁工程常用的水泥,而普通硅配盐水泥水化热高,混凝土蒸发收缩凝固较快,这样就会使混凝土表面产生裂缝;(5)当遭遇酷暑高温的时候,可以在夜间施工,以避免高温烈日。或者为了改善混凝土浇注后温度过高,可在水中加冰块降低混凝土拌合用水的温度,因为当酷暑高温,混凝土拌合用水均在30摄氏度以上。
4.3施工中裂缝补修控制
(1)灌浆法
这种方法的原理在于使用真空压力设备把浆质压人混凝土的裂缝中,随着时间的变化,浆质将会出现硬化,从而同混凝土构成相当稳固的结构,防止裂缝的出现。一般情况下,在桥梁工程建设过程中,在浆质的选择上,可以使用水泥浆或者其他一些类似的浆质。
(2)表面修补
这种方法在桥梁工程的裂缝修补技术中应用非常普遍。通常都是在混凝土的表面进行涂水泥浆,也有一些桥梁工程在建设过程中使用环氧胶泥进行表面涂抹,都可以达到防腐的目的。在裂缝涂浆后,可以使用刷漆的方法和手段进行修补,当桥梁表面修补完成之后,因为具有一定的拉应力,混凝土裂缝有可能继续开裂,所以在这个时候,有必要在裂缝的表面粘附玻璃纤维布,保证混凝土的裂缝修补保持完整性。
(3)嵌缝法
这其实是一种效果非常明显的手段和措施,一般是在混凝土的裂缝位置进行开槽,并且在其槽中填补一些控制水分的材料,从而能够起到对裂缝封闭的作用,保持混凝土裂缝外部的平整性。
5 结语
随着我国基础设施建设的不断发展,相信公路桥梁的建设工程在未来一定会有更加广阔的发展空间,因此对公路桥梁的施工问题进行处理也成为了桥梁施工建设的重要组成部分,在这之中关于桥梁结构混凝土裂缝的问题,可以通过技术的支持和制度的监督管理而得到进一步的完善。
参考文献
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论文作者:李宁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/16
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