摘要:桥梁裂缝对于桥梁整体质量有严重影响,不利于交通通行。本文通过对道路桥梁工程施工裂缝进行分析,并制定防治措施,以期提高桥梁施工质量,延长使用寿命。
关键词:道路桥梁工程;施工裂缝;防治措施
道路桥梁工程施工过程中需要使用大量的混凝土材料,这种材料抗压性、收缩性强,易出现各种干缩裂缝、温度裂缝,并且施工时容易受到多种因素的影响,导致出现各种施工裂缝,严重影响道路桥梁结构的稳定性,应仔细分析施工裂缝原因,有针对性地进行防治和处理,推动我国道路桥梁工程快速发展。
一、工程概况
S377特大桥是飞来峡枢纽二、三线船闸的配套工程,跨越下引航道,桥梁全长846.7m。主桥桥宽17.6m,引桥桥宽12.0m。主桥设计为飞燕式钢管混凝土中承式系杆拱桥,跨径组合为42m+160m+42m,拱轴线采用悬链线,主跨计算跨径L=160m,计算矢高f=40m,矢跨比f/L=1/4,拱轴系数m=1.15。主桥中跨由钢管混凝土拱肋、拱肋间横梁、吊杆、水平系杆、主梁及附属结构组成。如下图所示
二、常见裂缝类型
1、荷载裂缝
道路桥梁工程施工过程中,施工流程不合理,各种材料和设备胡乱堆放,预制结构件的运输吊装和安装施工不符合标准的施工要求,使得道路桥梁工程理论计算荷载低于实际施工时的荷载[1],形成额外重力,使得道路桥梁工程产生各种荷载裂缝。
2、温度裂缝
道路桥梁工程施工时,工期长、工艺复杂,水泥材料使用量较大,水泥遇水释放大量热量,使得混凝土内部积累高热,从内到外出现较大的温度差,混凝土表面产生较大拉应力,一旦超过混凝土的强度标准和抗拉极限,就会导致混凝土出现干缩裂缝。再加上混凝土材料具有热胀冷缩的性能,易受到外界自然环境的影响,在炎热的夏季混凝土表面水分快速蒸发,而内部水分蒸发较慢,使得混凝土内部产生裂缝。
3、应力裂缝
道路桥梁结构在荷载作用影响下,易产生应力裂缝,由于施工设计不科学,道路桥梁计算模型不符合实际应用条件,预制构件安装施工工艺不规范,甚至某些设计人员随意修改道路桥梁结构设计图纸,改变其受力状态,导致出现大面积的应力裂缝。
4、收缩裂缝
混凝土产生的收缩裂缝,深度较浅、宽度较细,裂缝形状不规则,常见的收缩裂缝包括碳化收缩裂缝、自生收缩裂缝、缩水收缩裂缝、塑性收缩裂缝等[2],混凝土浇筑施工以后,水泥材料易发生水化反应,再加上骨料下沉,混凝土在逐渐凝结过程中,体积不断缩小,混凝土表面和内部收缩不均匀,导致出现收缩裂缝。
三、裂缝原因
1、施工工艺不合理
道路桥梁工程施工是一个非常复杂的过程,需要专业的施工工艺和施工技术,但是由于某些施工单位的综合资质偏低,如混凝土运输防护不到位、配比不合理、振捣力度过大或者过等,甚至某些施工人员拆除模板时,混凝土和模板发生粘连,直接影响混凝土的强度和完整性[3],导致道路桥梁工程出现各种裂缝。
2、材料质量不达标
材料质量不达标严重影响道路桥梁工程施工质量,某些施工单位一味降低施工成本,没有严格按照相关施工设计要求来采购施工材料,特别是水泥材料的型号不符合要求,砂石和骨料的质量较差等,这些都直接影响了混凝土质量,使得道路桥梁工程后期投入运营使用产生大范围裂缝。
3、路基处理不当
路基是道路桥梁工程的基础,道路桥梁投入使用以后需要承受较大的车辆荷载,而这些荷载再加上整个道路桥梁的重力都需要地基土层来承受,一些施工单位在道路桥梁工程施工之前,对于施工现场的水文地质情况了解不够深入,采用的路基处理方法不合理,施工材料质量不合格,使得道路桥梁工程稳定性较差,路基发生不均匀沉降,造成路面塌陷。
四、防治措施
1、加强材料质量控制
道路桥梁工程施工时,应结合施工现场的水文地质情况,尽量选择低热类型的水泥材料,如铁铝酸四钙水泥,降低水泥的水化热,并且还可采用火山灰和矿渣水泥,降低混凝土固化过程中的热量释放,缩小混凝土外部和内部之间的温差,防止产生裂缝。同时,严格按照道路桥梁工程施工设计要求,加强材料质量控制,在保障施工材料质量的基础上,尽量降低材料成本,选择性价比较高的材料,消除道路桥梁结构裂缝。
2、施工工艺控制
道路桥梁工程施工过程中,必须严格控制施工工艺,结合施工现场实际情况,对道路桥梁进行斜面分层、分段分层或者全面分层浇筑施工,规范施工操作,特别是在插筋位置,加强振捣施工控制,做好混凝土抹压处理,消除混凝土初期硬化过程中的裂缝,施工完成后应做好混凝土养护管理,安排专门工作人员定时进行洒水,提高道路桥梁稳定性和抗拉强度。
3、优化桥梁载荷和布局设计
道路桥梁工程施工设计时,应结合施工现场实际情况,优化道路桥梁的载荷和整体规划布局,合理布置钢筋,理论设计荷载应尽量高于道路桥梁的实际荷载,提高道路桥梁结构强度和稳定性,防止混凝土产生不规则裂缝。
4、施工温度控制
道路桥梁工程施工过程中很容易受到温度变化的影响,为了减少温度裂缝,必须加强施工温度控制,结合道路桥梁工程的实际情况,做好以下两方面内容,一方面,用清水冲洗冷却碎石,使得混凝土浇筑温度下降,防止在寒冷环境中混凝土发生冻胀裂缝;另一方面,混凝土浇筑施工时,分层进行浇筑,合理控制分层浇筑厚度,加快道路桥梁结构散热,尤其是炎热环境中通过加快散热缓解混凝土的快速膨胀,消除混凝土裂缝。
5、收缩裂缝防治
对于道路桥梁工程的收缩裂缝,混凝土配制过程中必须结合施工现场的实际情况,根据相关施工设计要求,加强混凝土水灰比控制,并且选择级配良好、水化热程度低的水泥材料,为了降低混凝土的砂率和孔隙率,合理控制骨料含泥量。同时,道路桥梁工程混凝土浇筑施工之前,对模板进行浇水湿润,做好混凝土振捣施工管理,严格控制振捣力度和振捣时间,做好基层混凝土收面工作。混凝土初期凝结过程中,加强抹压控制,减少混凝土收缩量,提高道路桥梁结构混凝土的抗拉强度和密实度,浇筑施工结束后,使用湿润土工布或者布袋覆盖在混凝土表面,定时进行洒水,养护过程中应使混凝土表面保持湿润。另外,在保障混凝土稳定性和和易性的基础上,最大程度地降低混凝土坍落度,若混凝土养护过程中产生一些细小裂缝,要有针对性地进行抹压处理,提高混凝土施工质量。
6、非结构性裂缝防治
道路桥梁工程施工过程中,应加强基础处理,为了避免产生塑性沉降裂缝,道路桥梁结构支架设置过程中,要根据相关施工设计要求,严格把关施工工艺,控制支架变形和承载压力,并且结合道路桥梁工程实际情况,适当增加骨料使用量,配制混凝土时,降低水泥混合料水灰比,添加适量的减水剂,合理控制混凝浇筑厚度、速度和顺序,特别是混凝土初期凝结过程中应做好养护管理,在寒冷冬季做好混凝土保温防护,在炎热夏季做好混凝土洒水降温,降低混凝土表面水分蒸发速率,缩小混凝土内部和外部之间的温差。
结语
道路桥梁工程对于推动地区经济发展发挥着重要作用,特别是随着交通运输量的不断增加,这对于道路桥梁工程质量提出了更高的要求,针对道路桥梁裂缝问题,应全面分析道路桥梁工程施工中产生裂缝的原因,制定相应的对策,以提高桥梁施工质量,满足桥梁使用需求。
参考文献:
[1]王辉.分析道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].居舍,2019(01):14-15.
[2]王云峰.道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].交通世界,2018(16):94-95.
[3]尹强.道路桥梁工程施工中混凝土的裂缝成因及防治对策[J].住宅与房地产,2017(35):204.
论文作者:曹冬健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 道路论文; 工程施工论文; 荷载论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第7期论文;