【摘 要】隨著我國經(jīng)濟發(fā)展,橋梁建設(shè)也日益增多。橋梁是一種整體結(jié)構(gòu)性強的建筑,在施工中,混凝土裂縫問題總是無法被忽略。本文針對橋梁施工中裂縫的不同種類,通過詳細分析裂縫的形成原因,總結(jié)了裂縫的防治方法,供廣大工程技術(shù)人員參考,同時對避免施工事故、保證橋梁質(zhì)量及安全使用具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】橋梁施工;混凝土;裂縫原因;措施
1 引言
橋梁建設(shè)是道橋工程中的重要組成部分,橋梁的建設(shè)對解決交通擁堵、緩解交通壓力具有重要的意義。橋梁的施工顯得尤為重要,其中施工中的裂縫問題是最為常見,也是無法忽略的的問題,嚴重危害了橋梁的施工和安全運行。因此,有必要對橋梁施工中的裂縫產(chǎn)生原因進行研究分析,以拿出相應(yīng)的防范與整治措施,保證施工質(zhì)量和安全。
2 橋梁施工裂縫種類及形成原因
橋梁施工裂縫問題就是混凝土的開裂問題,其劃分依據(jù)從本質(zhì)上來講是依照裂縫的成因來進行具體劃分,不同成因下所形成的混凝土裂縫對于橋梁的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等所產(chǎn)生的影響也存在差異。一般情況下,混凝土裂縫可以分成結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種。前者是受力裂縫,即荷載引起的裂縫。橋梁施工中混凝土裂縫的出現(xiàn)通常是由于荷載、溫度變化、凍漲、工程材料質(zhì)量、施工工藝等各種因素而造成的,這些都是非結(jié)構(gòu)性裂縫。不同因素所產(chǎn)生的裂縫對于橋梁施工的整體影響各不相同,但都應(yīng)當引起施工人員及橋梁檢修人員的注意。
2.1 荷載引起的裂縫
荷載引起的裂縫是指橋梁在常規(guī)荷載包括活荷載和靜荷載直接和間接影響下產(chǎn)生的裂縫。荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫,主要有結(jié)構(gòu)的不合理、安全系數(shù)不夠、剛度達不到等等,而施工階段會出現(xiàn)材料的亂堆亂放,不合理的施工導致的受力改變等。間接影響下產(chǎn)生的裂縫就是局部的應(yīng)力集中引起的裂縫,比如結(jié)構(gòu)開孔、設(shè)置牛腿等造成的應(yīng)力突變,應(yīng)力的重分布導致混凝土的開裂。
2.2 溫差裂縫
混凝土在硬化過程中,由于混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同,表面和內(nèi)部形成溫度梯度造成溫度變形和溫度應(yīng)力,內(nèi)部和外部的變形不一致就會導致混凝土的開裂。在某些大跨徑橋梁中,溫度應(yīng)力可以達到甚至超出活荷載應(yīng)力,溫差造成的裂縫不容小視。
2.3 混凝土收縮引起的裂縫
收縮引起的裂縫收縮裂縫是混凝土因收縮而發(fā)生的體積變化,它主要包括塑性收縮和干縮。塑性收縮裂縫主要發(fā)生在初凝開始,水分急劇蒸發(fā),骨料在自重作用下下沉,鋼筋的制約,這是在混凝土尚未硬化階段,成為塑性收縮。干縮裂縫則多發(fā)生在混凝土硬化后,此時混凝土表層水分散發(fā)快,內(nèi)部散發(fā)慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。表面收縮受到內(nèi)部的約束.致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土受到的拉應(yīng)力超過其抗拉強度時,就會產(chǎn)生收縮裂縫。
2.4 凍脹裂縫
混凝土材料跟鋼材有很大差別,其不均勻密實性導致內(nèi)部空隙率的影響非常大,內(nèi)部空隙在有水和無水時的差別對混凝土強度影響迥異。在冬季寒冷氣候條件下,若不采取保溫措施會產(chǎn)生凍脹裂縫。
2.5 施工工藝引起的裂縫
施工工藝的是否合理,直接導致混凝土澆筑過程中各種裂縫的出現(xiàn)?;炷帘Wo層過厚,或亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負彎矩的受力筋保護層加厚,導致構(gòu)件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫?;炷猎跐仓r,硬化前沒有充分的沉淀,導致硬化后沉實過大,容易產(chǎn)生裂縫?;炷猎跐仓^程中振搗不密實、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、空洞,導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫產(chǎn)生?;炷恋奶涠冗^低,會在硬化后形成不規(guī)則的裂縫,這主要是在運輸、攪拌時由于水分的缺失造成的?;炷脸跗陴B(yǎng)護時表面干燥,而內(nèi)部潮濕,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。水灰比的加大,容易導致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加,使得混凝土出現(xiàn)不規(guī)則裂縫?;炷练謱踊蚍侄螡仓r,接頭部位處理不好,易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫?;炷猎缙谑軆觯箻?gòu)件表面出現(xiàn)裂紋,或局部剝落,或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。施工時模板強度不夠,在澆筑時側(cè)壓力作用下發(fā)生變形,產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。另外就是拆模過早,混凝土還沒達到一定強度,在自重或其他荷載作用下變形,產(chǎn)生裂縫。
3 橋梁混凝土裂縫的防治措施
裂縫的防治主要從兩個方面著手,首先就是把好質(zhì)量關(guān),在施工控制源頭將裂縫消除。嚴格控制混凝土配合比、水灰比和水泥用量,根據(jù)混凝土強度等級和質(zhì)量檢驗嚴格控制。對混凝土的原材料進行篩選,控制石子、砂子的級配和粒徑,減少空隙率,從而提高混凝土的整體性能。其次是做好混凝土養(yǎng)護工作,這是整個施工過程中的重要環(huán)節(jié)。忽視對混凝土的養(yǎng)護,既會降低混凝土的強度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產(chǎn)生裂縫。在高溫下施工,應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護,一是可減少溫度產(chǎn)生的裂縫,二是可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力,有效控制裂縫。最后,對已經(jīng)形成的混凝土裂縫,進行一系列的有針對性的補救措施,補救方法有如下幾種。
3.1 表面修補法
表面修補,可以處理表面裂縫以及深度裂縫,對混凝土的結(jié)構(gòu)承載力影響很小。表面修補法,是一種常用技術(shù),其做法就是在混凝土表面涂漿,即在混凝土裂縫的表面涂抹水泥漿。有些橋梁工程中采用環(huán)氧膠泥進行表面涂抹,并為了滿足防腐需要,在裂縫涂漿后,采取刷漆措施。有些時候,表面修補完成后,往往由于應(yīng)力的存在,使得混凝土裂縫繼續(xù)開裂,此時可在裂縫的表面粘附玻璃纖維布,確保裂縫修補完整。
3.2 灌漿、嵌縫封堵法
當表面修補已不能滿足相關(guān)要求,比如:裂縫對于橋梁結(jié)構(gòu)有嚴重影響的或者橋梁對防滲有著一定的要求,此時就必須采用灌漿法進行處理。所謂灌漿法,是采用真空壓力設(shè)備將漿液壓入裂縫中,漿液會隨著時間達到硬化,硬化后的漿液與混凝土形成具有穩(wěn)定整體的結(jié)構(gòu),避免裂縫的存在。漿液材料在工程中一般采用水泥漿或者環(huán)氧聚合物,對于裂縫比較嚴重的,可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作為材料。嵌縫法,即在混凝土的裂縫處開槽,在開好的槽內(nèi)填充止水材料,這樣既可對裂縫進行封堵,有利于裂縫外觀的平整。
3.3 結(jié)構(gòu)加固法
采取結(jié)構(gòu)加固法來進行混凝土加固的前提條件就是在裂縫的產(chǎn)生嚴重改變混凝土結(jié)構(gòu)性能的情況下,這種情況嚴重影響了橋梁壽命以及使用性能。此時對于橋梁混凝土裂縫,必須使用這種方法。結(jié)構(gòu)加固法一般包括增加混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、預應(yīng)力加固、支點加固以及混凝土補強加固。這些結(jié)構(gòu)加固都是在一定的完整性基礎(chǔ)上,否則就會造成返工、重修。
4 結(jié)束語
橋梁是一個整體性的建筑結(jié)構(gòu),施工過程中的混凝土裂縫控制是非常必要的,只要嚴格控制好材料質(zhì)量、施工工藝,根據(jù)現(xiàn)場條件,材料特點,氣溫等多種因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂縫的產(chǎn)生。同時還需要管理和檢測人員的認真負責,加強現(xiàn)場施工管理,避免產(chǎn)生大的裂縫問題,對于產(chǎn)生的裂縫必須采取積極有效的措施,這樣才能確保橋梁質(zhì)量。
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作者簡介:
李文輝(1981-),男,浙江杭州人,職稱:工程師,學歷:本科,主要研究方向:市政工程。