摘要:随着现代化的发展,桥梁工程已经成为重点发展项目之一,而随着桥梁工程的飞速发展也呈现出各类问题,其中桥梁施工裂缝成为桥梁工程发展的重点问题。文章结合桥梁施工裂缝成因及防控措施探究几种常见的裂缝类型的成因,并且提出具有针对性的防控措施,以便今后在桥梁施工过程中对各个阶段进行预防控制,减少裂缝问题的发生。
关键词:桥梁施工;裂缝成因;防控措施
1导言
桥梁技术在近年来发展非常迅速,其理论技术已达到了较高的水准,然而在实际施工过程中,工程质量受到诸多外界环境的影响,大部分桥梁出现了较为严重的裂缝,由于裂缝原因,往往会造成严重的交通事故。为了有效避免桥梁施工中出现裂缝,技术人员必须深入研究其发生的原因和内在因素并采取有效的防控措施。
2桥梁施工裂缝成因
2.1过高的荷载引起的裂缝
在桥梁施工过程中,如果不合理放置施工机械设备且不重视预制结构的施工工艺,导致桥梁竣工之后出现其实际载荷会超出理论载荷的现象,使得桥梁在投入使用后承担多余的外在载荷,此时会加剧桥梁裂缝的形成。此外在施工过程中,许多施工人员并未完全按照施工图纸进行施工。未经过测试试验和理论验算合格的桥梁结构,不能应用在工程中,如果桥梁结构在开始施工前并没有按照规定进行试验,将直接导致在投入使用后的承载力加大,最终形成严重的裂缝。桥梁结构由于受到应力而形成的裂缝是最为普遍的裂缝之一,这种情况一般是由于外部载荷过大所造成的,其具体的成因为:设计时没有充分考虑桥梁承载力,造成实际承载力与预定值相差较大而形成裂缝;桥梁施工过程中,施工单位没有严格按照设计方案施工,未充分考虑影响裂缝因素,而更为严重的是部分企业为了追求利益最大化,而不按照预定的方案施工,造成桥梁结构形式与设计方案出现较大的偏差,同时还不能正确使用施工机械设备,导致桥梁结构出现裂缝的概率增加。
2.2温度差异引起的裂缝
混凝土由于其结构原因,温度变化对其结构性能影响非常大,一旦混凝土结构内部承受到巨大的温差,必然会导致其内部结构发生变化,此外桥梁在投入使用之后,外部承载力较大,再加上温差影响,则会导致桥梁结构发生较大变化,严重的则会直接造成整个桥梁损毁或者塌陷。在极端天气情况下,只要桥梁的温度应力高于桥梁承受最大的荷载力,也会形成比较严重的温差裂缝,此时的温度变化对裂缝的形成有着非常紧密的联系。日光照射对混凝土内部结构的影响也比较大,桥梁在建设完成之后,通常会在暴露的环境中使用,特别在温度非常高的夏季,暴晒的时间过程必然会导致整个桥梁的各个部分受热不均匀,从而进一步加剧了温差裂缝的形成。
2.3收缩引起的裂缝
2.3.1塑性收缩
塑性收缩一般会在桥梁混凝土浇筑完成后的5h后出现,其形成的主要原因是混凝土水化反应的剧烈而造成的,在同一时间之内分子链形成,同时由于混凝土表面大量水分的流失,从而造成混凝土出现较为严重的塑性变形。一般情况下塑性收缩变形的概率为1%左右。如果骨料由于塑性变形在下沉过程中遇到钢筋,那么在结构的表面会沿着钢筋的走向方向开裂,从而形成了较为严重的质量问题。
2.3.2缩水收缩
桥梁施工过程中,完成混凝土浇筑,达到硬化要求之后,表层水分很快蒸发,此时混凝土结构中的湿度会下降,然而混凝土内部水分则不会在短时间内蒸发,这种情况下混凝土的表层结构较内部结构收缩性大,从而出现了内外部结构受力不均匀的现象。在硬化过程中,结构表面的变形还受到内部约束力的影响,表层受到了较大的拉应力,此时如果该应力高于其所承受的极限抗拉强度就会出现裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土结构在完成硬化之后,由于水分蒸发的不均匀而产生收缩现象,比如在配筋率高于3%的结构中,通常结构收缩力比较大,其混凝土表面形成裂缝,这种裂缝一般只出现在混凝土表面,呈龟裂纹且其深度和宽度都较小。
3桥梁施工裂缝防控措施
3.1温度裂缝的防控措施
解决温度裂缝问题首先应当将日温差以及季节温差的变化在建模计算的过程中确保输入的参数都能够与实际桥梁的参数相符,并且能够将桥梁所在区域的实际情况进行充分的考虑,然后选择合理的温度梯度方式以及最大温差,还可以利用现场测试的方式进行数据的反馈以此修正模型的计算;其次,在混凝土中参入定量的粉煤灰也是降低水化热温度应力的有效措施。粉煤灰的作用能够减少最大温差,并且能够降低最大拉应力,对混凝土早期抗裂性能有所提高;最后,还可通过水热化效应分析的方式,找出温度应力较大的地区并且在初凝期间能够将其进行保温、洒水的养护处理,以此能够保证拆模的时间合理化,考虑到日气温的变化,拆模的时间不宜在气温骤降的过程中,能够防止混凝土表面出现温度冲击的情况导致的裂缝现象。在夏季施工过程中降低混凝土的入仓温度,在凌晨温度较低时进行浇筑。
3.2收缩徐变裂缝的防控措施
收缩徐变裂缝的防控措施首先应当从徐变模型着手,在混凝土收缩徐变过程中,不同模型建立的机理完全不同,其中参数的选择也大不同,对于较为复杂材料的特性预测模型中的参数有限因此无法代表,导致混凝土收缩徐变预测过程中精度降低。在混凝土桥梁的设计过程中,尤其是在跨度较大的混凝土桥梁设计中,必须将混凝土收缩徐变的结构内力对混凝土桥梁的影响展开精密的分析,也可采用混凝土收缩徐变的研究以及适用方式,为混凝土设计计算中提供更为真实的材料以及环境的参数,以此修正预测模板的设计的同时对预测精度有所提高。另外,养护方式也是减少混凝土收缩徐变开裂现象的重点,因此应当做好浇筑工作以及洒水保湿工作。
3.3预应力估算不足裂缝的防控措施
预应力估算不足而产生的损失直接导致腹板斜裂缝的产生。因此为了减少预应力估算不足而产生的裂缝现象,应当对钢筋的回缩量以及锚具的变形、垫板挤压变形等现象进行现场测算,从而在竖向预应力损失上能够更加准确的估算,预应力估算不足裂缝的现象是较为严重的施工质量现象,切忌竖向预应力的漏张以及欠张,应当有效利用设置竖弯预应力束的方式来抵抗斜截面的主拉应力问题。
3.4设计以及施工不妥当裂缝的防控措施
设计以及施工不妥当裂缝现象是最为严重的桥梁施工裂缝问题,解决此类问题首先在设计上就要严格按照规范中的要求进行,设计模型要求与实际的结构符合,荷载的取值要准确,普通钢筋与预应力钢筋的配置要科学合理,局部结构处理过程中要得当,避免在钢筋断面处出现应力集中的情况,在增配钢筋的过程中要满足受力要求的同时还要对施工的可行性进行充分考虑,在施工图纸提交的过程中应当对图纸中的内容交代清楚,切忌含糊不清。施工单位应当严格按照图纸进行施工,施工机械以及施工材料等在堆放时也要按照相关标准严禁堆放超限的情况发生,模板搭设时也要严密,混凝土振捣要均匀且密实,杜绝空洞以及蜂窝的情况出现,在混凝土养护方面也要进行重视,确保良好养护,不能够为了提高施工进度而进行提早拆模。尤其是在冬季施工过程中,更是要做好保温的防护措施,防止由于温度变化较大而产生内外温度不均匀的情况。对预应力筋张拉应当采用双控的形式,保证张拉过程中张拉值符合设计标准的同时还应当严格按照设计要求进行顺序分批张拉,在施工过程中严禁随意改变施工顺序。
结束语
桥梁建设过程中,首先应该选择质量达标的混凝土材料,同时控制温差范围,还应根据实际出现的裂缝尺寸以及形式选择最佳的修补方式,以保证桥梁质量达标,从而满足后期使用的耐久性。
参考文献
[1]汪渊.浅议桥梁施工中的裂缝成因及防控措施[J].建材与装饰,2016,(50):273-274.
[2]晁显花.桥梁施工裂缝成因分析及防控措施探究[J].建筑知识,2016,36(09):134.
[3]李鸿.桥梁施工裂缝成因分析及防控措施探究[J].门窗,2016,(01):110-111.
论文作者:王毅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/6
标签:裂缝论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 过程中论文; 防控论文; 结构论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;