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摘要:混凝土桥梁是我国桥梁建筑的主力军,它的施工方法、施工工艺与施工过程中都有其自身的特点。混凝土是采用砂石、水泥和水等材料进行不同配比的结果,随着季节、温度的变化,桥梁工程质量也会受到很大的影响。在混凝土的配料、搅拌、运输、浇筑、振捣、养生等环节中,浇筑质量的优劣直接影响着道路的使用性能,因此,在桥梁施工过程中,要尤为注重浇筑质量。
关键词:桥梁工程 混凝土 浇筑施工
一、混凝土桥梁常见的问题及原因分析
(一)桥梁裂缝
桥梁裂缝是混凝土桥梁最易产生的问题,引起裂缝的原因复杂多样,其主要原因大致有以下几种:
1、收缩引起的裂缝
混凝土因收缩而引起的裂缝是大量混凝土桥梁施工过程中最为普遍的,混凝土浇筑施工后的四到五小时左右,水泥的水化反应开始剧烈,出现水分蒸发与泌水现象,致使骨料因重量而下沉形成收缩;混凝土结硬以后,表层水分不断蒸发,温度逐步下降,混凝土表层因承受力过大而产生收缩裂缝。
2、温度变化引起的裂缝
混凝土是沙石、水泥与水的混合物,因此具有热胀冷缩的特性,当环境或结构内部发生温度变化时,会引起混凝土变形。引起混凝土温度变化的主要因素有:四级温度变化相对较缓慢,主要会导致桥梁纵向位移;桥梁和桥墩侧面受曝晒后,与其他部位温差增大因而导致局部拉应力较大,出现裂缝;如若自然天气的骤变,例如冷空气侵袭、日落、突降暴雨等,会导致混凝土桥梁表面温度突降而与内部温度产生温度梯度,由此造成应力变化而出现裂缝
3、荷载引起的裂缝
混凝土桥梁荷载引起的裂缝包括直接应力裂缝和次应力裂缝两种。其中引起直接应裂缝的原因有:(1)设计阶段:设计人员计算模型不合理,对荷载的计算、结构设计或图纸设计的错误导致结构安全系数太低,结构钢度不足;;(2)施工阶段:施工人员没有严格按照图纸要求施工,或作业过程中没有按照施工原则进行操作;(3)使用阶段:桥梁负载过重,或是车辆撞击、自然灾害等。引起次应力裂缝的原因有:(1)由于桥梁的实际工作状态与设计计算有出入或是设计人员对实际考虑不周,因而引起某些部位的开裂;(2)桥梁施工过程经常需要开槽、凿洞等作业,因此在常规计算中很难准确的计算出模拟受力。
4、引起混凝土桥梁的裂缝原因还有施工工艺的落后、施工材料质量较差等。
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(二)桥梁表面气泡、蜂窝、麻面
混凝土表面出现蜂窝麻面状也是混凝土桥梁较易出现的问题,其出现的主要原因如下:
1、混凝土施工过程中原材料比例分配不当导致混凝土粘稠,振捣过程很难将其中的气泡完全排除;
2、引气剂质量较差,在混凝土中形成较大的气泡,再加上振捣不规范,极易在硬化后的混凝土表面形成蜂窝麻面;
3、混凝土和易性太差易产生离析泌水,因防治混凝土分层不够,在入模后振捣不充分而导致气泡无法排出,因此导致混凝土硬化后表面出现蜂窝状;
4、脱模剂的不合理使用也是导致蜂窝麻面的重要原因。
二、混凝土浇筑施工要求
混凝土的浇筑质量直接影响混凝土桥梁的使用寿命与使用质量,因此施工单位应注重施工过程的每一个细节,努力解决混凝土桥梁建设过程中容易出现的问题。特此提出以下施工要求及注意点:
1、施工准备
(1)加强原材料的检验、试验工作,特别是粉煤灰质量的控制、重要工程的沙、石要做碱活性检验等,确保原材料的质量及调配后混凝土的质量;
(2)检查混凝土搅拌、输送运营工作是否准备妥当,并检查供电、供水是否正常;
(3)充分准备现场混凝土施工机具,并检查其性能是否正常;
(4)根据理论结合实际,选择混凝土适配强度高、和易性好的配合比。做好混凝土调配准备;
(5)进行混凝土浇筑前,把模板及钢筋表面杂质清理干净。
2、浇筑施工
(1)施工过程中必须严格根据施工方案及技术要求操作;由于考虑模板的支撑系统的稳定,混凝土浇筑要分层进行;混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过2.5h;一般控制在1H内。
(2)浇筑混凝土时,上部要有专人值班检查柱子浇筑高度及停歇时间,下部要有专人值班检查模板及砼,看模板是否涨模、漏浆,柱根部是否有浆流出,以便确认混凝土是否到位;并派专人对下部所漏的浆进行及时清理;
(3)采用混凝土分层浇筑时,可使用插入式振捣器。插入式振捣器时每层厚度要不得大于50cm,振动棒不得触动钢筋和预埋件;
(4)用锤子敲打模板,凭经验耳听混凝土是否密实,是否有空洞及蜂窝等缺陷;加强插筋位置的振捣、抹压,同时加强初凝前的抹压,可以消除初期裂缝,并可提高混凝土的抗拉强度;
(5)由于混凝土坍落度比较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土初凝后采取二次抹面压实措施;
(6)在拆模过程中,如发现砼有影响结构安全质量问题时,应停止拆除,并报技术负责人研究处理后拆除;
(7)已拆除模板及其支架的结构应在砼达到设计强度后,才允许承受全部计算荷载,当施工荷载大于设计荷载是,应经研究加设临时支撑。新浇筑的混凝土如果需要早期拆模,则在拆除模板后应及时在表面覆盖一层轻型保温材料,这些对于防止混凝土表面产生过大的拉应力有着显著的效果。
3、施工养护
混凝土浇筑完成后,应对混凝土表面进行养生, 主要目的在于保持适宜的温湿条件,暴露于大气中的新浇筑混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护,一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩,另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的,混凝土的保温措施常常也有保湿的效果,主要措施如下:
(1)洒水养生
根据实际气温及恰当的时间间隔,采用自动喷雾、喷水系统,保证混凝土在养生期间得到不间断的养护和湿润,担当气温低于要求的5℃时,不得洒水养生。
(2)蒸汽养生
承包人在确认对混凝土中的外加剂无影响,且采用蒸汽养生实验成功的基础上,并通过监理工程师的批准后可采取蒸汽养生,经蒸气养生的构件,不允许再洒水养生。
(3)防水纸、塑料布养生
使用防水纸覆盖或塑料布覆盖防水,防水纸应尽可能采用大幅宽纸,相邻纸应至少重叠150 mm,并用胶带、玛脂、胶水或其他许可的方法紧密结合,使整个混凝土表面形成完全防水覆盖,同时采取合适的方式固定防水纸以防被风吹移动。养生期内防水纸如若有破碎或损坏,应立即修补,不可使用丧失防水性能的纸段。
三、总结
随着社会的发展及人类生活的需求,混凝土桥梁在中国迅速拔起。合理科学的施工是保证桥梁正常运营的关键,是每个工作人员的职责,作为施工单位我们要严格按照要求及规定,按时保质、保量的完成每座大桥的建设。
论文作者:苏惠盛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月上
论文发表时间:2017/6/28
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 防水纸论文; 表面论文; 荷载论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月上论文;