摘要:目前,我国许多桥梁在施工完成投入使用之后出现了许多质量问题,混凝土裂缝是最常见的问题,这不但影响了桥梁的外观,而且给桥梁埋下了较大的安全隐患。文章分析了混凝土裂缝产生的成因,并提出了相应的防治措施。
关键词:市政桥梁施工;混凝土裂缝;成因;防治措施
近年来,我国在基础交通设施的建设上投入了大量精力,尤其是我国市政桥梁项目的建设,随着社会的发展,当前市政桥梁的质量问题越来越受到关注。在当前桥梁施工中,混凝土是主要的施工材料,由于其抗拉性能较差,因此容易产生裂缝,影响了桥梁的整体质量,甚至有可能造成桥梁垮塌。对混凝土裂缝产生的原因进行分析,提出相对应的防治措施,对于提高桥梁建设质量具有重要意义。
1市政桥梁工程的设计现状
随着社会的不断发展与进步,市场的经济体制得到了一定的完善,在这样的背景下,我国对道路桥梁等基础设施加大了投入,促进相关基础设施建设更加完善建设,所以在生活的周围可以看到道路桥梁的工程建设项目越来越多,当然建设规模也越来越大。在道路桥梁工程的建设中,设计阶段的工作非常重要,只有设计满足了要求,才能让工程的建设阶段工作更好地开展。道路桥梁工程在投入使用后,它的强度和功能基本能够满足日常需求,但是随着时间的推移,道路桥梁工程质量也会慢慢发生变化,出现的问题也越来越多,比如路基沉降、裂缝等等。由此可见,设计阶段的工作对于道路桥梁的质量有紧密的关系。因此在进行道路桥梁设计工作的时候,应该充分考虑各种因素,比如:施工材料、外界环境、交通流量等,同时还要借鉴和分析类似的工程项目案例,从中获取先进的知识,让道路桥梁项目更加成熟。
2市政桥梁施工混凝土裂缝成因
在市政桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因大致可以分为以下几点:材料质量、荷载过大、温度变化等。
2.1混凝土材料质量造成的裂缝
在桥梁混凝土裂缝的成因中,混凝土材料质量不达标造成的混凝土裂缝占据了很大一部分。当前桥梁建设中使用的混凝土普遍是用水泥、细砂、砂石按照一定比例混合搅拌而成的水泥混凝土。而在混凝土的制作过程中,各种材料的质量及其配合比例至关重要,拿水泥来说,水泥在混凝土的制作过程中作为凝胶材料,水泥质量不达标会直接导致混凝土质量下降,给桥梁建筑造成较大的安全隐患,水泥的配合比例也极为重要,在混凝土搅拌过程中水泥的比例过多会降低混凝土强度,水泥太少会造成混凝土延性变差。砂石是混凝土强度的主要因素,砂石质量不达标,会造成混凝土施工时出现较大的间隙,造成混凝土质量问题。
2.2荷载过大造成的裂缝
市政桥梁是城市交通的基础设施,在使用过程中由于承受的荷载过大,是导致混凝土裂缝的主要原因。作为当前土木工程使用最为普遍的材料,在桥梁投入使用时混凝土的受力结构受到直接应力与次应力的作用,逐渐发生变形,导致混凝土结构的整体变形,当变形超过最大限度则会产生裂缝。荷载过大而产生的混凝土裂缝可以分为剪切、扭曲、弯曲及局部应力等几种裂缝。
2.3温度变化造成的裂缝
混凝土随温度变化产生热胀冷缩反应,温度产生的应力高于混凝土自身的抗压能力,导致混凝土结构变形,而在变形发生超过最大范围则会产生裂缝。温度变化导致的混凝土裂缝主要原因包括两个方面:一方面是在混凝土浇筑施工中水泥遇水发热,使混凝土温度升高,在施工时内外部温度差造成混凝土裂缝;另一方面则是在对桥梁路面进行蒸汽养护时,受蒸汽温度影响,混凝土内部与外部温度产生较大差异,发生不同冷缩热胀反应出现裂缝。温度变化导致的混凝土裂缝发生的位置包括混凝土的表面、深层或者是产生贯穿性的严重裂缝。
2.4冻胀裂缝
混凝土结构内部是含有一定水分的,在冬天会冻结膨胀,造成混凝土裂缝。混凝土中的水份遇冷凝固,体积增大,使混凝土产生膨胀变形,而在水份较高的混凝土中膨胀现象发生较为严重,混凝土的膨胀力度超过一定程度就会发生裂缝。混凝土由于冻胀造成的裂缝发生在混凝土内部,对桥梁的安全具有严重的不利影响。
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3市政桥梁混凝土裂缝的防治措施
3.1控制荷载
市政桥梁施工设计是桥梁施工的基础环节,对整个桥梁的质量有着十分重要的影响。设计人员在设计时,要对施工现场的进行分析,在观察桥梁施工整体布局的基础上进行合理地规划。在混凝土结构的规划上要重视钢筋结构的设计,以保证桥梁荷载的安全系数。设计人员在整个桥梁荷载的规划上要考虑到桥梁实际的施工位置变化因素,设计人员在设计混凝土结构时,要对混凝土的荷载系数进行精确的计算,通过建模的方式确定桥梁中混凝土结构的最大荷载系数以便于精确控制。同时,在施工阶段要注意合理使用机械,避免重型机械在使用时对混凝土造成过量荷载,导致混凝土在施工时出现裂缝。其次在市政桥梁投入使用后,采取措施降低桥梁荷载,如限重等,通过相应措施减少桥梁荷载能够有效降低桥梁混凝土裂缝发生的概率。
3.2控制温度
市政桥梁中混凝土内外温度变化是混凝土裂缝的主要成因之一,因此进行温度控制是有效防止裂缝的措施。市政桥梁混凝土的温度控制包括混凝土浇筑时的温度控制与养护时的表面温度控制。混凝土搅拌时,要严格控制温度,以免混凝土浇筑时内外产生温差造成裂缝,混凝土在温度较高时对于一些材料应当适当加水冷却。夏天的桥梁施工需要放在环境温度较低的夜间,并且在浇筑时降低厚度,便于内部混凝土散热,保持内外温度一致。要防止温度过低的冷缩反应,在混凝土浇筑后,在1~2 d内完成拆模,在温度降低时要对其进行保温,防止温度骤降导致内外温度差。
在混凝土表面养护的温度控制上要采用合理的施工技术。混凝土在浇筑完成后其表面较为脆弱,需要对其进行科学的二次压光以防止裂缝出现。除此之外,在大面积混凝土浇筑施工时要尽量保持混凝土表面的平整,避免混凝土表面高度相差造成的混凝土裂缝,混凝土在浇筑完成后应当避免暴晒,采用麻布等进行遮光能够有效提升混凝土抗裂能力。
3.3控制混凝土材料的质量
混凝土材料的质量对于市政桥梁施工具有重要的影响,当前桥梁施工所用混凝土材料多为水泥混凝土,包含有水泥、细砂与砂石等材料,针对材料的控制可以从这几种材料入手。在水泥材料的控制方面,水泥是混凝土中最重要的材料,要选择质量过关的、水化热较小的水泥材料。除此之外,砂石是保证混凝土强度的主要材料,应当选择合适的中砂,降低混凝土间隙出现概率,混凝土砂石中含有过量泥土会降低混凝土的强度,因此要选择干净的砂石从而提升强度,防止裂缝。当前在混凝土中常会加入粉煤灰来提升混凝土抗渗透的能力,粉煤灰可以减少一定的水泥用量,防止水泥水热化导致混凝土裂缝,还能够提升混凝土的后期强度。
3.4强化冬季施工管理
冻胀一般发生在冬季外界环境温度降低时,所以要加强对冬季施工的管理防止混凝土冻胀造成的裂缝。而当遇到必须在冬季施工的情况时,施工单位要采取相应的措施来加强冬季施工管理,在混凝土浇筑后要对整个混凝土结构进行蒸汽养护或者包裹养护,从而有效避免冻胀发生。
4结语
总而言之,在市政桥梁施工中,混凝土裂缝会影响到市政桥梁的整体外观与安全性能,因此在桥梁的设计与施工过程中,要重视施工各个环节的质量问题。设计部门要结合施工现场的实际情况进行设计规划,确保桥梁混凝土结构的稳固。施工部门在施工时,要对混凝土的材料、施工技术与施工质量进行严格的把控,保障桥梁的质量,提升其使用寿命,确保桥梁的安全。混凝土裂缝产生的原因各不相同,对桥梁的损害也不尽相同,施工人员要对裂缝的成因进行详细的分析,结合混凝土裂缝产生的原因来提出防治措施,以保证桥梁质量。
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论文作者:姜征
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/19
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 市政论文; 荷载论文; 温度论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第9期论文;