摘要:首先从道路桥梁施工中裂缝的危害分析入手,明确了裂缝预防的重要性,之后着重探讨了道路桥梁施工中的裂缝成因及具体预防措施。结论证实,荷载过大、温度变化及原材料选择不合理是导致道路桥梁施工中裂缝出现的主要原因,要想保证道路桥梁施工质量,需要针对性的采取预防措施和处理控制措施,有效避免裂缝对施工质量的影响。
关键词:桥梁;裂缝;荷载;温度;收缩;施工工艺
引言
随着道路交通和桥梁施工工艺的不断发展,各类桥梁体系被广泛地应用在道路施工中。但是在桥梁建设施工中,经常会出现裂缝等一些质量缺陷,进而影响运营过程中的安全。因此,必须加强对裂缝产生原因和预防措施的研究,提高工程质量,确保桥梁结构安全性。
1、道路桥梁裂缝概述
钢筋混凝土结构被广泛地应用在道路桥梁结构中,与此同时也带来了多种质量问题。其中,裂缝就是其中一个非常显著的问题。以桥梁结构承载力为依据,可以将桥梁裂缝分成两种:一是结构性裂缝;二是非结构性裂缝,这两种类型的裂缝产生的原因和导致的后果是有区别的。结构性裂缝主要是因为外界所附加的荷载力过大或者是桥梁结构所能够承受的承载力过低造成的。桥梁的强度、刚性以及延性形成了桥梁结构的承载力,如果上述三点指标不足,就会导致桥梁的承载力不足,进而导致桥梁结构性裂缝的出现和发展。非结构性裂缝主要由外界因素造成,如温度等环境因素,该类型裂缝的存在不仅会影响桥梁的美观,还会影响到桥梁的使用安全和性能,经过长时间的发展同样会导致桥梁的承载能力降低。
2、桥梁施工裂缝产生的原因
2.1、荷载引起的裂缝
由荷载引起的裂缝主要指的是桥梁在常规的静荷载、动荷载以及次应力的作用下产生的裂缝,荷载裂缝会因为荷载的不同而出现不同的特征,荷载裂缝通常出现在振动严重的位置、受拉部位以及受剪部位等。
2.2、温度变化引起的裂缝
混凝土的突出性质是热胀冷缩,当混凝土的内部温度或者外部环境温度出现改变时,就可能会导致混凝土出现变形现象,假如变形受到约束,混凝土的内部就会出现应力,一旦出现的应力高于混凝土的抗拉强度,则会导致温度裂缝的生和出现。温度裂缝会随着混凝土内部温度或者外界温度的变化而出现扩张或者是合龙。温度裂缝最容易出现在大体积的混凝土结构中埋入桥梁的铺装部位、桥台部位以及桥墩部位。
2.3、干缩裂缝
桥梁混凝土浇筑一周后或者养护一段时间之后会容易出现干缩裂缝。干缩裂缝是无法逆转的,混凝土中水分的蒸发会导致干缩裂缝的产生和发展。该类型的裂缝主要是因为混凝土内部和外部的水文出现不同程度的蒸发而导致变形最终产生的后果。产生的主要机理如下:受到外部环境和因素的影响,混凝土的表面如果出现水分蒸发过快,就会出现较大程度的变形,而内部湿度变化和变形比较小,相对较大的表面干缩变形会受到混凝土的约束,进而产生较大程度的拉应力,最终导致裂缝的产生。干缩裂缝受到相对湿度的影响,相对湿度越低,水泥浆就会出现越大的干缩,则干缩裂缝出现的可能性就越大。干缩裂缝通常大多数都是表面性的平行线状或者是网状的浅细裂缝,裂缝的宽度通常是在0.05~0.2mm范围之内,干缩裂缝的存在一般会对混凝土的抗渗性能产生影响,从而导致钢筋出现锈蚀现象,最后对混凝土的耐久性产生影响。
在混凝土凝结之前,表面如果失水过快导致的收缩就被称为塑性收缩,而塑性收缩裂缝通常出现在大风天气或者是干热的情况下,塑性收缩裂缝通常呈现出中间宽、两端细长、长短不同的形态,塑性收缩裂缝互相之间不呈现连贯的状态。塑性收缩裂缝通常长度处于20~30cm的范围内,宽度大约处于0.1~0.5mm的范围内。
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2.4、施工工艺质量引起的裂缝
混凝土施工质量差也会导致混凝土裂缝的产生,比如在混凝土运输、铺摊、浇筑等施工过程中如果没有严格控制施工工艺,导致施工质量低下,就会很容易出现各种形状的裂缝,包括表面裂缝、深度裂缝、贯穿裂缝、横向裂缝、纵向裂缝等,尤其是细长薄壁结构更加容易出现裂缝病害。比如在混凝土施工中,如果混凝土的保护层过厚,相应的承受负弯矩受力筋保护层就要加厚,最终会导致构件的有效高度降低,进而造成与受力钢筋垂直方向的裂缝。在混凝土振捣施工中,如果出现振捣不均匀或者不密实的情况,造成混凝土表面出现空洞、麻面以及蜂窝现象,进而导致混凝土裂缝的产生。在混凝土浇筑施工中,如果混凝土的流动性差,在硬化之前混凝土的沉实不足,硬化之后的沉实过大,很容易导致在混凝土浇筑之后的短时间内发生裂缝病害。
3、桥梁施工裂缝预防措施
3.1、荷载裂缝预防
为了避免出现荷载裂缝,需要加强桥梁设计,尽量避免因为结构出现突变或者断面突变的情况。在施工过程中合理堆放施工机具和材料,全面了解桥梁结构的受力特点;严格按照设计图纸进行施工,严禁对结构施工顺序进行擅自更改,同时做好桥梁结构机械振动下的疲劳强度试验等。
3.2、温度裂缝控制
尽可能地选择低热水泥,并且合理控制水泥的用量,避免水泥用量过大,避免温度裂缝的产生。对骨料的级配进行改善,选择采用高效减水剂减少水泥的用量,从而减小水化热。严格控制施工过程中混凝土的温度,在混凝土浇筑过程中,需要对混凝土的温度进行严格的控制和限制。例如,混凝土浇筑体的降温速度不应该高于2.0℃/d,还要保证混凝土内部的最高温度不应该高于65℃,需要将混凝土内部温度与表面温度温差、表面温度与环境温度之差控制在20℃以内,从而防止混凝土出现裂缝。混凝土不允许出现内部温度裂缝,表面最大裂缝宽度≤0.2㎜。
3.3、干缩裂缝控制
在混凝土混合料中可以加入粉煤灰,能够在一定程度上减少混凝土的干缩情况。混凝土的干缩现象很容易受到水灰比的影响,并且其干缩也会随着水灰比的增加而逐渐增加,所以,必须严格选用水灰比,做好混凝土的早期养护施工,适当增加混凝土的养护时间。
3.4、施工工艺优化
做好混凝土的振捣,确保振捣的均匀性。对混凝土施工工序进行合理的安排,采用分层浇筑施工方法,能够促进混凝土及时散热,进而降低约束。对于已经浇筑完成的混凝土,需要在混凝土终凝之前进行二次振捣。采用合理有效的混凝土养护措施,降低混凝土的内外温差,从而避免表面裂缝的产生。采用在混凝土的表面覆盖草皮、麻片,结合洒水的方式进行混凝土的养护。
3.5、塑性收缩裂缝控制
对于塑性干缩裂缝的控制,与上述原因导致的裂缝采取的措施相同,一是选择干缩值比较小的硅酸混凝土;二是合理控制混凝土的水灰比;三是在混凝土中加入高效减水剂,减少水泥的用量;四是在混凝土配合比设计中,尽可能地减少外加剂的使用,进而降低混凝土的塑性收缩;五是对混凝土的振捣时间进行严格的控制;六是及时做好混凝土的保温,保温措施同上。
4、结语
在道路桥梁施工中混凝土裂缝是不可避免的现象,但是裂缝的存在不仅会导致钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低桥梁的耐久性和使用寿命。必须充分认识到裂缝的危害,采取各种有效措施和处理方法来预防裂缝的出现和发展,从而确保桥梁施工质量。
参考文献:
[1]任文成.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].城市建设理论研究(电子版),2017(25):128.
[2]霍欣望.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].绿色环保建材,2017(07):78.
论文作者:王自浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/6
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 荷载论文; 温度论文; 塑性论文; 道路论文; 《基层建设》2018年第11期论文;