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摘要:道路桥梁施工过程中,很容易出现裂缝。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会导致桥梁垮塌。如果采取有效的施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。为了尽量避免工程中出现危害较大的裂缝、少出裂缝,文章分析了裂缝的几种类型,提出了解决措施,以供参考。
关键词:道路桥梁裂缝形式施工处理
道路桥梁工程是国家现代化建设重点投资的项目,其不仅工程耗资巨大且关系着社会主义现代化发展进程。对于路桥工程中常见的裂缝问题,施工单位必须加强施工调查,对导致裂缝形成的各方面因素详细分析,以制定针对性的裂缝处理方案。
一、路桥工程裂缝的常见种类
1、八字裂缝
施工时使用的道路桥梁材料达不到项目工程使用需要,也会造成道路桥梁裂缝出现,这往往是由于材料检查不合格所致。八字型裂缝的出现是由于道路桥梁材料因素造成,如:道路桥梁水泥、沙石等搭配不均匀,受到塑性变形、沉降收缩之后形成裂缝。
X形裂缝
道路桥梁X形裂缝主要为相互交叉的形式,是一种相对复杂的形式。道路桥梁结构中形成该裂缝主要为桥墩与桥面的连接处,道路桥梁X形裂缝间隙深浅不一。造成X形裂缝多数为道路桥梁内部温度不均衡,引起热胀冷缩因素而产生。
垂直裂缝
垂直裂缝主要是道路桥梁间隙与结构组织之间的裂缝,通常会受到外在天气温度变化而呈现不同的状态。道路桥梁垂直裂缝的间隙较小,但若不及时处理则会因为时间的推移而不断扩大,垂直裂缝会不断扩大。
水平裂缝
道路桥梁水平面上形成的裂缝为水平裂缝,这种裂缝一般多是在施工阶段出现,水平裂缝按照“一”字型排开。导致水平裂缝形成是由于道路桥梁承受的荷载过大,因压力集中而出现的裂缝形式,若不及时处理会造成裂缝短时间扩大。
二、产生裂缝的原因
1、设计方面
设计计算阶段,主要是设计疏漏,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当等。
温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要牲是将随温度变化而扩张或合拢。
地基变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大;地在冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。
荷载引起的裂缝
混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
不重视桥梁后期养护工作引起的裂缝
混凝土的材料合成为水泥、砂、骨料、拌合水以及外加剂,配制混凝土材料不合格,从而导致裂缝出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆砂石含量超标使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝,砂石的级配差常造成侧面裂缝。拌合水以及外加剂中杂质含中过高会对钢筋锈蚀产生影响等。
施工原因引起的裂缝
(1)混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。(2)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,是导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。(3)混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。(4)混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土坍落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
三、桥梁裂缝的防治措施
1、设计方面的控制
(1)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不能回避时。应做局部处理,如在转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时考虑加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。(2)积极采取补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中扣掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。(3)设计中的“抗”与“放”。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施。“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”结合、或以“抗”为主、或以“放”主的设计原则,来选择结构方案和使用的材料。
2、加固稳定
遇到一些大型裂缝时则必须要采取加固处理,采用加固技术主要是为了对道路桥梁结构加大牢固力度,保持道路桥梁的稳定性,抵制外界因素造成的干扰,如:振动、挤压等。加固技术的作用体现在:不仅避免了裂缝的扩大蔓延,还能巩固钢筋混凝土的牢固性,让道路桥梁结构在刚度、承载、应力等方面更加优越。
抗裂防腐
这种方法通过化学反应来填补裂缝,将化学技术运用于建筑行业是现代施工的革新,对于裂缝的处理可采用化学技术达到防腐、抗裂的效果。电化学处理是先进的化学技术,对道路桥梁裂缝的处理能发挥很好的作用,电化学处理技术借助于电化学作用来调整离子分布状况,防止道路桥梁结构因腐蚀问题出现裂缝。
降低混凝土发热量
(1)采用低水化热的水泥。由于矿物成分及掺加混合材料数量不同,水泥的水化热差异较大。铝酸三钙和硅酸三钙含量高的,水化热较高;混合材料掺量多的水泥水化热较低。为减小水泥水化热,降低混凝土绝热温升和混凝土内部温度,从而减小内外温差,应选用低水化热的水泥产品。(2)掺粉煤灰。可以用适量粉煤灰取代一部分水泥以削减水化热产生的高温峰值。混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱集料反应,减少新拌混凝土的泌水等。(3)骨料的选用。在骨料选用上,砂子、石子尽量使用密度大、级配好、弹性模量高、粒径较大、导热性好、线膨胀系数低的骨料,以改善混凝土的性能,减小温度应力,最大限度地减少和限制混凝土收缩开裂。(4)优化混凝土配合比。认真进行混凝土配合比设计,通过试验确定施工中采用的配合比。在满足混凝土设计强度等级、混凝土各项性能要求以及泵送混凝土流动性要求情况下,选取水泥用量少、水灰比小的混凝土配合比,以减少水泥水化热。
五、结束语
我们都知道,道路桥梁从建成到使用的过程中会牵涉到很多环节,但由于设计疏漏、施工低劣、监理不力等,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此,要加强道路桥梁在施工过程中的管理,必须要严格按照国家相关规范以及技术标准进行设计、施工和监理,从而采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献:
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[2]王金苓. 道路桥梁施工中混凝土裂缝的形成及解决对策[J]. 交通世界,2016(z1):76-77.
[3]贾庆锋. 道路桥梁裂缝形式与施工处理[J]. 黑龙江交通科技,2011(9):220-220.
论文作者:周军
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第15期
论文发表时间:2019/6/11
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 道路论文; 应力论文; 结构论文; 水化论文; 《建筑模拟》2019年第15期论文;