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摘要:本文主要简述了公路桥梁施工中裂缝的危害和成因,以及分析了公路桥梁施工裂缝的防治对策。
关键词:公路桥梁;裂缝;成因;防治措施
公路与桥梁是重要的公共基础设施,能够使不同地区的交流与沟通更加便捷,为社会的发展做出了贡献。公路桥梁的主要施工材料为混凝土,由于混凝抗压能力强、性价比较高、后期维护成本低,在施工建设中应用非常广泛。但是,混凝土建筑经常会出现裂缝的现象,不仅影响美观,而且危及工程质量,降低桥梁、公路的使用效益,严重者损害群众生命财产安全。由此可见,分析公路桥梁施工中裂缝的原因,并提出相应的防范对策具有现实意义。
一、公路桥梁施工中裂缝的危害和成因
(一)公路桥梁裂缝的危害
由于我国的公路桥梁结构以钢筋混凝土为主,所以不可避免地会产生裂缝。一旦混凝土开裂,就会对整个公路桥梁结构造成严重危害,具体如图1 所示。
图1 公路桥梁裂缝的危害
(二)公路桥梁裂缝成因分析
1、温度裂缝的产生原因
混凝土具有热胀冷缩的特性,容易受到内外部稳定变化的影响,当混凝土在温度变化的作用下出现变形受阻,则会在混凝土的结构内部产生相应的拉应力,如果该拉应力超出了混凝土本身具有的抗拉强度,则产生温度裂缝。温度裂缝在大跨径桥梁的施工中最为常见。
2、收缩的裂缝产生原因
因收缩造成体积发生变化所产生的裂缝称为收缩裂缝,主要包括塑性收缩裂缝以及干缩裂缝两种。塑性收缩裂缝的成因是,混凝土开始初凝后,受强烈的水泥水化反应的影响,出现泌水及水分快速蒸发现象,造成混凝土缺失水分表面发生收缩变形,但其又受到内部混凝土的约束,因此产生表面承受拉力,当表面拉应力大于混3、沉降裂缝的产生原因
在公路桥梁的施工基础发生水平方向位移或竖向的不均匀沉降时,混凝土结构会产生一定量的附加应力,当附加应力比抗拉强度大的情况下,则会造成结构开裂,形成沉降裂缝。
4、钢筋锈蚀引起的裂缝
混凝土的保护层由于施工厚度不足或者施工质量较差等原因,容易受到二氧化碳的侵蚀作用,使得钢筋表面暴露在空气中,降低钢筋四周的混凝土碱度,或在氯化物的作用下加速钢筋腐蚀,破坏钢筋表面的氧化膜,从而降低混凝土的结构承载力,导致结构开裂。
5、冻胀引起的裂缝
由于混凝土的构件的非匀质密实性质,导致其内部存在着或大或小的空隙,能够蕴藏很多的水分。因此,如果混凝土温度小于0 ℃,则其体积会在内部水份的冻结作用下发生膨胀,产生拉应力,形成裂缝。处于吸水饱和状态下的混凝土的冻胀率达9%。因此,在寒冷的冬季施工时,应做好保温措施,避免混凝土受冻,产生冻胀裂缝,降低结构强度,影响施工质量。
二、公路桥梁施工裂缝的防治对策
(一)温度因素导致裂缝的防治对策
温度变化是导致公路桥梁裂缝最常见的因素,因此在施工过程中,需要采取有效的措施,最大程度避免工程受到自然温度的影响。结合工程具体情况,可以从以下五个方面入手:
第一,在材料处理过程中,可以用水将碎石冷却,这样可以有效降低混凝土浇筑温度,避免在低温环境下由于冻胀而产生裂缝。
第二,可以通过降低浇筑水泥的厚度来对混凝土建筑主体进行散热,特别是在温度较高的气候中,有效的散热可以缓解由于高温带来的膨胀,保证公路、桥梁结构的稳定性。并且只有保证施工工艺,才能将桥梁产生混凝土裂缝的几率控制在最小的范围,桥梁结构钢筋保护层厚度如表1所示:
第三,温度变化导致的裂缝往往是由于温度变化过大,因此,可以在桥梁、公路主体内部设置管道,进行冷水的循环流动,这样可以降低混凝土内部的温度。
第四,在公路、桥梁施工过程中,需要谨慎控制混凝土的入模温度。由于公路、桥梁工程的特殊性,需要的混凝土体积较大,因此浇筑工作往往在气温适宜的秋季进行,这样可以避免温度过高或者过低带来的负面影响,防止裂缝产生。如果受限于施工工期,需要在冬季或者夏季进行浇筑,那么夏季要避免阳光暴晒,降低入模的温度,冬季则要采取保暖措施,控制温度,避免温差过大。
第五,做好前期的规划工作,控制拆模时间,并且在拆模过程中,也要注意温度的控制。总而言之,将施工建筑温度稳定在一定范围内,防止温差过大导致的热胀冷缩。需要注意的是,在进行拆模过程中,可以适当调整拆模的时间,防止早期裂缝的出现。
表1 桥梁结构钢筋保护层厚度
(二)载荷因素导致裂缝的防治对策
荷载因素也是导致裂缝的原因之一,而且由于公路与桥梁的性质,荷载始终是处于变化的状态,其防治具有一定难度。在实践中,可以通过概率统计法,分析静态荷载与动态荷载的不同概率,对数据进行分析,构建统计模型,计算出公路、桥梁的荷载范围。在施工过程中,要避免机械设备的集中堆放,防治某个区域荷载超出承受范围。除此之外,需要做好混凝土的早期维护工作,避免混凝土内外温差过大。在温度较低的环境中,要做好建筑主体的保温工作,防止温度过低,混凝土内部水分凝固,路面、桥面发生冻胀而产生裂缝。
(三)建筑材料因素导致裂缝的防治对策
公路、桥梁建筑材料没有达到标准,也会导致裂缝,防范要点是严格控制材料的质量标准。在施工过程中,要根据工程的具体要求,选择符合建筑标准的材料,最大程度避免偷工减料,或者贪图价格低廉而选择劣质材料,这样一来混凝土自身的强度会有所降低,抗压力弱,必然导致裂缝的出现。采购人员需要了解建材市场的基本情况,对建材供应商进行严格筛选,确保建筑材料质量过关,这样公路、桥梁才有安全保障。施工单位也要不定期对建筑材料进行抽检,既要明确混凝土浇筑材料的质量要求,又要加强对混凝土调配材料的质量控制,避免因材料质量不合格而导致裂缝的产生。
(四)选择合适的裂缝修补方法
(1)表面修补法。如果混凝土裂缝较浅,那么推荐采用这一方法,进行修补作业时就是将水泥浆涂抹在混凝土结构的表面上,其应用较为广泛,并且是不会影响混凝土的承载力哦;
(2)嵌缝法。这一方法的原理就是先在裂缝的位置处开槽,之后将封堵材料填充到槽中,从而取得良好的修补裂缝的效果。采用嵌缝法修补裂缝后,桥梁的外观质量更好;
(3)灌浆修补法。当裂缝对混凝土结构的完整性产生了影响或是其深度较深时,建议采用灌浆修补法,其原理就是在裂缝中灌入水泥浆、甲基丙烯酸酯或是环氧聚合物等灌浆材料,浆液硬化后从而取得良好的修补裂缝的效果;
(4)结构加固法。这一方法的技术原理就是对混凝土结构的支点、预应力以及截面面积等进行加固和补强,改进其结构性能并增强了其结构强度,从而进一步的提升了公路桥梁的使用寿命和服务质量。
总结
混凝土裂缝经常容易出现于公路桥梁施工中,其会对公路桥梁施工质量、使用性能和使用寿命等造成直接的影响,需要引起人们足够的重视。在工程实践中,要充分考虑裂缝可能出现的部位及原因,采取针对性的预防措施,降低裂缝事故发生率。
参考文献:
[1]浅析公路桥梁施工中裂缝的成因及防治对策_李洋
[2]公路桥梁施工中裂缝的成因及防治措施_马学龙
[3]公路桥梁施工中裂缝的成因及防治对策_夏季
[4]公路桥梁施工中裂缝防治的重要意义与措施_秦鹏
[5]浅谈公路桥梁施工中的裂缝成因及防治措施_陈伟婧
论文作者:陈锐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/7
标签:裂缝论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 公路论文; 温度论文; 成因论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第13期论文;