摘要:随着我国公路桥梁工程事业的快速推进,公路桥梁施工裂缝成为人们关注的焦点,受到诸多因素的影响和干扰,公路桥梁施工裂缝的出现会导致施工质量下降、工程进度延长,甚至会出现桥梁垮塌和人身伤亡事故等,为此,要重视公路桥梁施工裂缝的防范,要全面分析公路桥梁施工裂缝产生的原因,并提出切实有效的应对策略,以较好地保证公路桥梁施工建设的安全稳定性。
关键词:公路桥梁施工;裂缝;原因;策略
1公路桥梁施工裂缝的危害性认识
(1)渗漏危害。公路桥梁施工裂缝会导致水流渗漏到工程内部,引发混凝土结构的水解现象,在气温下降的寒冷季节时,渗漏的水流还会产生冻胀作用,使公路桥梁裂缝不断扩大,导致公路桥梁混凝土结构不够稳定和安全。(2)碳化危害。公路桥梁施工裂缝会加剧混凝土结构内部的碳化现象,这主要是由于公路桥梁的混凝土结构由水泥原料构成,水泥会与空气、水产生化学反应,生成稳定性较差的碳酸钙,导致混凝土结构的力学性能、物理特点发生改变,给公路桥梁带来安全和稳定隐患。(3)腐蚀危害。公路桥梁施工裂缝会在周边环境中的空气和水的渗透作用下,侵蚀和破坏混凝土结构中的钢筋、金属构件的纯化膜,使其生成的锈蚀体积明显大于其自身的体积,降低钢筋混凝土结构的整体稳定性。
2 公路桥梁施工裂缝产生的原因剖析
2.1混凝土材料的缺陷引起的裂缝
混凝土材料抗压能力突出但抗拉能力极差,“一拉就裂”即是对混凝土抗拉能力的真实写照。在施工和正常使用阶段,混凝土往往会因为梯度温度、支座的不均匀沉降等因素在内部产生拉应力,形成细小的裂纹。由于混凝土是由水泥、砂、石、水等材料拌合而成的,因此混凝土的性能也受到这些材料的制约。现以水泥为例简要说明由于材料的不恰当选用对混凝土产生的不利影响。若是在混凝土的拌合中选用了氧化钙超标的水泥,往往会由于氧化钙反应速度缓慢造成混凝土不易凝结,拖延施工的速度。而含量过多的氧化钙也会在混凝土凝结后继续发生化学反应,降低了混凝土的抗拉强度。若是使用受了潮的水泥,同样也会对混凝土的强度造成影响。还由于水泥成分较多,在混凝土的拌制使用中稍有不当就会发生化学反应,最终导致混凝土的强度不满足设计强度,使构件容易发生开裂。
2.2荷载变化
公路桥梁在设计过程中,会考虑各种载荷的影响,其中包括动态载荷、静态载荷、次应力等。公路上桥梁结构如果受到的载荷超过其承受范围,或者是经常有较大的载荷作用到桥梁结构上,就会慢慢积累出一定的裂缝。公路桥梁载荷引起的裂缝一般分为弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝等,不同类型的载荷表现出不同的特点,对公路桥梁的影响程度也不一样。
2.3温度变化引发的施工裂缝
公路桥梁工程施工会受到温度的变化影响,它是影响公路桥梁施工质量的关键要素,由于我国地域辽阔,不同地区的公路桥梁施工难免会受到温度差异性变化的影响,公路桥梁的混凝土施工材料有热胀冷缩的自然属性和特点,会在温度变化的条件下而产生相应的物理改变,如:变形现象等,由此而引发公路桥梁结构的施工裂缝问题。具体来说包括以下方面的内容:(1)年温差。年温差的变化相对缓慢,会使桥梁结构产生蠕变性,出现桥梁的纵向位移现象而出现裂缝。(2)日照。公路桥梁在受到太阳曝晒之后,温度梯度会呈现出非线性分布的状态,导致其局部拉应力增大而出现裂缝。(3)骤然降温。这种情况会导致公路桥梁结构外表面温度突然下降,产生温度梯度而逐渐生成裂缝。(4)水化热。公路桥梁施工所用的大体积混凝土会出现水泥水化放热的现象,在内外温差相差较大的状况下而出现表面裂缝。养护施工措施不够科学合理,也会使混凝土内部出现较大的温度差异,而引发裂缝问题。
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3 公路桥梁施工裂缝的应对策略探索
3.1做好混凝土施工的温度控制
为了避免公路桥梁施工中的温度裂缝问题,要注重混凝土施工过程中的温度控制,具体来说可以采用如下方法加以规避和防范:(1)选取低热或中热水泥进行公路桥梁施工原材料,如:矿渣水泥、粉煤灰水泥等,并减少水泥的用量,应当将其控制在 450kg/m3 以内;还要降低水灰比,将其控制在 0.6 以内。同时,要改善水泥骨料级配,可以通过掺加粉煤灰或高效减水剂的方式,减少水泥的用量,以达到降低水泥的水化热的作用。(2)在混凝土浇筑施工的过程中,可以合理利用浇筑层面,避免混凝土浇筑的厚度过大,影响混凝土自身的散热。要尽量降低骨料入模的温度,必要时可以采用循环冷却系统,将冷水管填埋于混凝土之中,利用冷水在混凝土中的流动性,实现对混凝土内部进行散热;还可以采用薄层连续浇筑的方式,以达到混凝土快速散热的目的。(3)控制混凝土入模时的温度。通常在春季或秋季时进行大体积混凝土的浇筑施工,以达到严格控制混凝土入模时温度的效果。然而如果是在夏季进行混凝土浇筑施工,则要采用各种有效的措施降低混凝土入模时的温度,并要注意避免使混凝土受到阳光的直接曝晒。(4)混凝土支架的安装必须先进行预压,降低混凝土的非弹性变形,并对混凝土表面的受力情况进行计算,避免混凝土因塑性收缩而引发裂缝。
3.2对裂缝的预防措施
笔者以为要想预防裂缝应从建筑材料和施工质量入手。混凝土的质量和强度受配合比与材料质量的控制。因此,在制作混凝土混合料时必须对水泥、砂、石进行多次实验确定合适的配合比,确定各类材料的用量。施工单位的采购人员还应加强对建筑材料的质量检测,购买合格的材料,要注意材料在施工现场的摆放位置,避免因为材料的不合理放置对混凝土的强度造成影响。在确保材料的质量后还应规范施工过程。为避免时间太长导致混合料发生离析致使混凝土材料不均匀分布,在施工时一定要注意尽量缩短混凝土混合料的运输时间。在运输和后期的养护过程中还应注意水分的流失。在进行大规模的混凝土浇筑作业时,为方便热量的及时散发,需按照设计的要求进行分块或分层浇筑。不能一次浇筑成型的构件在进行第二次浇筑时需注意时间,一般在第一次浇筑的混凝土初凝前进行第二阶段的浇筑,为的是使两次浇筑的混凝土能实现良好的连接。
3.3加强对施工规范化的控制力度
在公路桥梁施工混凝土裂缝产生的影响因素中,最重要的因素就是施工方案的不合理、施工过程的不规范。施工单位在制定施工方案时,要充分对混凝土的实际浇筑量和公路桥梁缝隙进行控制。一般来说,混凝土浇筑应选择在温度适中且昼夜温差较低时进行。施工过程中,应根据施工进度、运距等实际情况,配备足够的运输车辆,此外,应避免运输时间过长,导致拌合物运输到施工现场时工作性不满足施工要求。在混凝土振捣时,应避免过振、欠振、漏振等。
结束语:
综上所述,公路桥梁工程施工建设是极其重要的基础设施内容,对于我国经济发展和社会进步有重大的意义,要充分认识到公路桥梁施工裂缝的危害性,全面剖析公路桥梁施工裂缝产生的原因,提出切实有效的应对策略和方法,避免公路桥梁裂缝的生成,并采用有效的科学修复技术对已经生成的裂缝进行处理,提升公路桥梁的整体质量。
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论文作者:潘屹玮,林海青
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/28
标签:混凝土论文; 桥梁论文; 裂缝论文; 公路论文; 水泥论文; 温度论文; 载荷论文; 《基层建设》2018年第35期论文;