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摘要:随着我国城市化建设步伐的加快,目前,混凝土已经成为许多建筑物中的主要材料。此外,桥梁工程在城市交通运输中起到了枢纽作用,混凝土的应用在桥梁结构中也越来越普遍。但是,混凝土桥墩会出现的裂缝,不仅能够对桥梁结构的整体性造成破坏,还会影响到桥梁结构的受力情况。所以,本文重点分析了混凝土桥墩裂缝的成因,以及有效防治裂缝产生的措施,以期能促进桥梁建设的质量与安全。
关键词:混凝土桥墩;裂缝;成因;防治措施
引言
混凝土在各项工程中产生裂缝的情况是十分常见的,在桥梁工程中也不例外,这是由于混凝土本身的特质,再加上温度变化、荷载过重及施工等因素导致的,其严重影响了工程的质量与安全,所以,要积极合理采取防治措施,有效降低裂缝的出现。
1 混凝土桥墩裂缝产生的原因
1.1 温度变化引起的裂缝
混凝土在浇筑凝结时会存在温度变化而造成温度应力的问题,这将影响到其最后的坚固效果。形成温度应力一般要经过三个过程,早期形成是从开始浇筑混凝土的时候,大量的水分与热量不断排出,混凝土的弹性模量会发生急剧变化;中期形成是在混凝土马上要冷却的时候,混凝土最终冷却时的变化和外界的温度变化同时作用造成了混凝土内部应力变化;后期形成在混凝土完全冷却之后,这时温度变化主要来自外界温度的变化而造成混凝土内部应力变化。这几种应力的迭加与组合促使混凝土超过其本身能承受的应力,最终将导致混凝土出现裂缝。
1.2 混凝土收缩变形引起的裂缝
在浇筑完混凝土之后,尤其是在初凝和终凝这一点时间内,随着骨料和水凝浆结合等原因就会产生干裂缝隙和沉陷裂缝。与此同时,混凝土在硬化过程中,大量的水分会被蒸发,此时,混凝土在没有水的情况下表面就会快速收缩,同时中心部位收缩就会变慢,在中心混凝土约束的条件下,其表面就会产生大量的拉应力,从而产生裂缝。在水泥品种、水泥的多少、添加剂、结合比例施工手法和保养等条件下,就会导致出现混凝土干燥收缩现象。与此同时,如果混凝土均匀性质差或者中间有大量的洞曹,就会导致混凝土在变形时因为应急力不集中的导致出现裂缝。
1.3 荷载引起的裂缝
混凝土桥墩在荷载,以及次应力的作用下会产生荷载裂缝,荷载是指桥墩能承受的车辆荷载和风荷载,动荷载会引起桥墩结构的震动,还会造成结构疲劳受损。在连续荷载的作用下,桥墩一些细小的缺陷会逐渐被放大,久而久之失去控制,会造成一系列严重后果。此外还有许多的原因会造成荷载裂缝,如在桥梁的设计与计算阶段,设置了不合理的计算模型,少算或者漏算荷载,假设的结构受力强度与实际受力强度不符合,错误的计算内力和配筋,承载力不足的结构设计截面,结构的构造不合理,刚度不足等都会造成荷载裂缝。在具体的施工阶段,有些施工的机具和材料堆放不合理,不验算结构在机器震动下的疲劳强度擅自更改施工程序,不按施工图纸施工,这就改变了结构的受力状态。在桥梁的使用阶段,经常会有些车辆超载和超速行驶,这会对桥梁桥墩造成严重的影响,超载会使受拉和受剪区的混凝土产生裂缝,造成桥梁变形,超速行驶会对桥梁产生较大的冲击力,使结构局部产生巨大的应力,导致桥墩产生裂缝。
1.4 施工因素引起的裂缝
混凝土作为一种人造的混合型材料,评价其质量优劣的非常关键的指标就是成型后的均匀性以及密实程度。制作混凝土的多个工作环节对会对混凝土结构产生影响,不论是直接还是间接影响均会导致裂缝的出现,比如对混凝土搅拌、运输、浇灌和振实等方面的工序。而制作模板结构、支撑力度、漏浆和漏水、支撑地基沉降、拆模时间过早等是造成混凝土开裂的突出因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际的钢筋混泥土结构施工和使用过程中,钢筋表层遭到污染,混凝土保护层大小设计不合适,在浇灌时都很容易产生裂缝。在养护混凝土方面,特别是对混凝土初期的养护质量对开裂程度影响较大,需要尤其注意初期养护时的温差,防止混凝土表面干燥,以避免产生裂缝。
2 混凝土桥墩裂缝的防治措施
2.1 重视温度变化的影响
在对混凝土进行搅拌、浇筑的过程中要重视温度变化对混凝土的影响,可以通过加入添加剂、使用干硬性混凝土等方式降低混凝土中水泥的比例,另外,可以通过对碎石块进行冷却处理的方式降低混凝土的温度。在高温天气条件下进行施工的过程中,要提高混凝土浇筑表层的散热性能,一般可以降低混凝土浇筑的厚度。可以在混凝土中预埋水管,在浇筑过程中通过水管中水循环的方式实现对混凝土的冷却降温处理。在气温骤降的天气条件下,在进行拆模的处理过程中要进行表面保温,以免温度较高的混凝土表面温度骤降而产生裂纹。在严寒的季节施工时,要避免浇筑的混凝土表面长期处于低温的环境中,要采取表面覆盖等方式,提高混凝土表面的抗裂性能,防止干缩后出现裂缝。
2.2 合理减小混凝土收缩
在优化混凝土比例的时候,我们可以选择矿渣硅酸盐水泥等产品来降低温度,合理的减少水化热现象。在选择加强对混凝土的和易性的时候,我们要选择有效的外掺剂来降低水化热。在选择骨料来进行配置混凝土的时候我们要第一时间采用自然连续的材料。尽可能选择直径较大配级优良的石子。在选择骨料时,要选择中、粗砂。在施工时通过改善对原材料的混合比例来提高混凝土的抗段裂性能,更大的增加拉伸变形能力,在大体积混凝土施工时,要以微膨胀以及低收缩为主,进而加强对大体积混凝土抗断裂进行控制,以加强建筑物的总体质量。
2.3 严格控制混凝土的质量
要对混凝土原材料进行严格的质量把控,保证骨料的基本参数、抗压度以及水泥的强度等满足施工要求。最大限度地控制混凝土变形,保证其具有较好的抗裂性能。混凝土应尽量做到连续浇筑,不留或少留施工缝。施工缝的设置主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹,在施工缝处继续浇筑混凝土前,对接缝表面应进行凿毛处理,粘贴遇水膨胀止水条或中埋式止水带。
2.4 加强对混凝土浇筑施工中的监管
为了有效的降低混凝土出现裂缝,建筑企业在建筑工程的施工工程中一定要加强对混凝土浇筑环节的监管。首先,建筑企业一定要确定混凝土材料的浇筑量、振捣浇筑时间、混凝土运输时间、施工缝间距等具体信息。由于混凝土自身的泌水性,所以施工企业在混凝土终凝之前要及时的对混凝土材料的表面进行二次压抹操作。其次,为了更好的增强混凝土材料的抗冲击能力和刚度,施工企业在施工时可以在混凝土表面铺设脚手板来适当的扩散应力。
2.5 混凝土养护
完成混凝土浇筑后,要做好相应的养护工作,养护可以通过覆盖洒水的方式进行。此外,在浇筑桥墩混凝土过程中,应当指派专人对模板、支架等各项对浇筑质量造成影响的内容进行检查,如果发现沉降情况,要立即校对,并且要做好相应的加固处理。针对桩基承台上高大的台身,本身自重力偏心较大,为了避免发生基础不均匀沉降现象,台身与台背浇筑要同时进行。浇筑墩柱混凝土要连续进行,如果因为外界因素限制,必须间断,间断时间要小于初凝时间,避免影响施工质量。
3 结束语
混凝土桥墩经常会出现裂缝问题,严重危及到工程质量。本文通过分析桥墩裂缝产生的原因,我们可以了解到对桥墩裂缝的形成产生一定影响的因素。在桥墩建设时有针对性的加强对裂缝的防治措施,才能有效防止裂缝给桥梁带来的隐患,才能有效提高桥梁的使用年限。
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[3]陈小洁,张付各.混凝土桥墩裂缝的成因分析及防治措施[J].江西建材,2016(03):52+131.
论文作者:余海丰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第20期
论文发表时间:2018/2/9
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥墩论文; 荷载论文; 应力论文; 桥梁论文; 温度论文; 《建筑科技》2017年第20期论文;