桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及控制对策论文_曹应林

桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及控制对策论文_曹应林

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摘要:混凝土在桥梁工程基础施工占中有举足轻重的作用,但是在桥梁实际施工中常常出现混凝土裂缝的现象,这会严重影响桥梁工程的整体质量,进一步分析混凝土裂缝产生的原因,从而减少桥梁工程中的裂缝程度,既可以保证整个桥梁工程建设的安全性,又可以确保桥梁的整体美观性。本文分析了桥梁施工中混凝土裂缝的种类与原因,提出了桥梁施工中混凝土裂缝的控制措施。

中国关键词:桥梁工程 混凝土裂缝 成因分析 控制措施

混凝土作为建筑工程应用最为广泛的材料之一,不仅具有不易风化耐火性好、取材广泛、抗压强度较高,并且混凝土的价格较低、易于养护的特点。桥梁施工过程中,混凝土出现裂缝可导致桥梁的安全性与耐久性受到影响。混凝土桥跨结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝,在混凝土结构中裂缝是绝对存在的,微观裂缝一般很小,无法用肉眼看到,而宏观裂缝的宽度通常大于0.05mm,可以直接看到,宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。桥跨结构的裂缝过多过大会影响结构耐久性和美观性。

一、桥梁施工中混凝土裂缝成因分析

1.温度裂缝

混凝土体积很大时,较多的水化热在混凝的内部聚积,不利于其温度的散发,从而引发桥梁混凝土的内部温度有所上升而产生的温度裂缝。原因:由于混凝土的表面散热比较快,易于形成混凝土的内外温差,从而引起桥梁混凝土内部与外部的温差较大,进而出现热胀冷缩现象,并产生拉应力,当拉应力高于桥梁混凝土自身的抗拉强度时,桥梁混凝土的表面就会产生温度裂缝。

2.施工裂缝

桥梁混凝土的构件在脱膜、制作、堆放及吊装、运输的过程中出现的裂缝。原因:施工受到受到纵横竖斜方向的压力影响,木膜在浇筑前没有浇水湿透或者是隔离剂的失效,膜板的吸水与混凝土的粘结出现膨胀、混凝土构件的成型、堆放及支撑位置受振冲击力等因素导致的。

3.混凝土的材料与设计及养护等原因产生的裂缝

混凝土产生裂缝的原因与混凝土的原材料、设计以及养护有关,同时桥梁混凝土的设计过程中,设计不当或者对桥梁构件施加的预应力不足、钢筋的配置不当等也会导致桥梁构件出现裂缝。对桥梁混凝土养护时,需要对混凝土的水化热进行严格的控制并给予降温处理,减少外部条件对混凝土的影响,减少桥梁混凝土裂缝的出现。

4.塑性的收缩裂缝

混凝土在进行凝结前,其的表面失水较快,因此易于出现塑性的收缩裂缝。且其通常在风力较大或者是干热的天气较为常见,并呈中间较宽、两端不连贯、且长短不一、较细等状态。产生裂缝的原因:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小时,受高温或较大风力的天气情况,导致混凝土的表面失水过快,从而导致毛细管中出现负压、引发混凝土的体积收缩,进而产生裂缝。

5.干缩裂缝

干缩裂缝通常在混凝土进行养护之后的两周左右容易出现。混凝土易于受到外部环境的影响。原因:桥梁混凝土表面的水分挥发较多,而内部的湿度变化小,湿度温差可导致桥梁施工中混凝土的变形,从而使钢筋受到腐蚀,影响了桥梁的承载力与耐久性。

6.沉陷裂缝

沉陷裂缝多数是因为结构地基的土质不匀、或者是松软、进行回填的填土不实及浸水等原因造成的沉降而导致。原因:模板支撑的间距过大、模板的刚度不足等原因也能造成沉陷裂缝;特别是在冬季,天气的原因使冻土层在解冻之后,会出现不均匀的沉降现象,也可能造成混凝土出现裂缝。

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二、桥梁施工中混凝土裂缝的控制对策

1.加强施工中温度控制

在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿,冬期应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。

采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。

合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差。类似桥墩下部结构的部位,在完成浇筑施工且达到一定强度后及时回填土,避免其侧面长期暴露。

2.对桥梁混凝土的施工进行监测

进行桥梁施工时,重视对混凝土的收缩及变形数据的有效监测,有效提高混凝土的抗裂性能。在施工的过程中,确保混凝土质量满足桥梁施工的要求,对防止裂缝的出现;发现裂缝,应当及时根据对裂缝调查的数据结果进行分析,采取必要的、有效的措施对桥梁混凝土的裂缝进行修补。

3.控制好桥梁施工材料的质量并做好养护工作

控制好桥梁施工的材料,对其的质量应进行严格的检验,避免不合格材料用于桥梁的施工减少混凝土裂缝。同时,重视对桥梁混凝土的养护工作,做好养护工作,为混凝土的硬化提供良好条件,有效减少桥梁混凝土的过多失水现象,进一步减少出现裂缝现象。

4.对裂缝进行修补

4.1填堵法

填堵方法是对于桥梁裂缝的宽度在0.15毫米以上的钢筋锈蚀裂缝进行修补,操作时,先沿裂缝将混凝土凿成“U”或“V”型槽,再用修补的材料进行填充,使桥梁裂缝的防水与耐久性有效恢复。填堵的材料有:环氧树脂与砂浆、聚氯乙烯胶泥以及沥青油膏等;对于锈蚀裂缝而言,可对钢筋进行彻底的除锈保护,再进行防锈涂料处理,避免桥梁出现裂缝。

4.2表面修补法

对于裂缝的宽度较小的裂缝而言,可使用聚合物水泥膏或者是防水剂涂,将密封胶涂抹于裂缝表面,更好地使桥梁混凝土的耐久性与防水性得到恢复。该处理方法施工操作比较简单,也仅在处理浅裂缝时使用。修补结束后,假如桥梁混凝土再次出现开裂时,可将玻璃纤维布粘附于裂缝的表面,使裂缝的修补更完整。

4.3灌浆法

当桥梁施工的裂缝对桥梁的结构构成严重威胁时,给予灌浆法处理十分有效。即通过真空压力的设备把浆质料压到裂缝当中,几天后,浆质料硬化,形成较稳定的整体结构,有效避免桥梁裂缝的出现。其中浆质的材料有:环氧聚合物、水泥浆、聚氨酯或甲基丙烯酸酯等浆质料进行灌浆处理。

5.改善约束条件,削减温度应力

采取分层或分块浇筑桥墩、支座等结构的混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,减少温度应力。

选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。材料、做好养护工作,预防桥梁混凝土裂缝的产生,确保桥梁建筑的顺利、安全竣工。

三、结束语

在桥梁施工中只要科学的控制每个施工环节,采取合理的防范对策就可以高效地控制裂缝的产生,能够提高工程的高质量,从而达到确保桥梁等建筑物和构件安全、稳定地工作的目的。这样才能为我国的建筑行业的发展建设做出更多贡献。

参考文献:

[1]邓拓.探讨桥梁工程施工中混凝土裂缝控制[J].建筑与发展,2014(2)

[2]周立达.桥梁施工混凝土常见裂缝处理措施[J].民营科技,2013(10)

论文作者:曹应林

论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上

论文发表时间:2018/9/5

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