【摘 要】在鐵路橋梁建設(shè)過(guò)程中,質(zhì)量問(wèn)題是首要問(wèn)題。然而目前,實(shí)體墩臺(tái)混凝土裂縫的現(xiàn)象在鐵路橋梁建設(shè)中頻頻出現(xiàn),影響了鐵路橋梁的質(zhì)量,也影響了正常的運(yùn)輸交通,更危及人們的生命安全。所以,采取有效措施進(jìn)行控制這種裂縫現(xiàn)象是首當(dāng)其沖的重任。本文首先分析了一下造成墩臺(tái)混凝土裂縫的原因,然后提出了相應(yīng)的控制對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】鐵路橋梁;剛性實(shí)體墩臺(tái);混凝土裂縫;加固措施
混凝土應(yīng)用于各項(xiàng)工程中出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象都是比較平常的現(xiàn)象。由于混凝土的特點(diǎn)、特質(zhì),引起它出現(xiàn)裂縫的原因可能有溫度的變化、濕度的變化、地基的變形,這幾種原因引起混凝土裂縫的幾率是最大的,另外,荷載過(guò)重也會(huì)引起混凝土裂縫的現(xiàn)象,這種幾率雖小,但也占19%以上。大體積混凝土施工中,由于混凝土在凝固的期間要釋放大量的熱量和水分,混凝土的內(nèi)部溫度也在不斷地變化上升,在其表現(xiàn)形成了比較強(qiáng)的拉應(yīng)力,而在降溫的時(shí)候,又會(huì)受到已經(jīng)穩(wěn)固的混凝土的限制,也會(huì)讓混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力,這些拉應(yīng)力如果力量較強(qiáng),混凝土無(wú)法承受的時(shí)候,就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。但是這種現(xiàn)象也是可以采取有效措施進(jìn)行控制的。
一、引起鐵路橋梁墩臺(tái)混凝土裂縫的原因
(一)溫度變化引起的裂縫現(xiàn)象
由于混凝土在澆筑凝結(jié)的過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)溫度的變化,產(chǎn)生溫度應(yīng)力問(wèn)題,從而影響其堅(jiān)固的效果。溫度應(yīng)力的形成是需要三個(gè)過(guò)程的,早期形成的過(guò)程是在混凝土開(kāi)始澆筑的時(shí)候,大量水分和熱量不斷排出,混凝土的彈性模量發(fā)生著急劇的變化;中期的形成過(guò)程是在混凝土接近冷卻的時(shí)候,混凝土最終的冷卻的變化與外界溫度的變化共同產(chǎn)生了混凝土內(nèi)部的應(yīng)力變化;后期的形成過(guò)程是混凝土完全冷卻后,這個(gè)時(shí)候溫度的變化主要來(lái)自外界的溫度變化,從而產(chǎn)生混凝土內(nèi)部應(yīng)力的變化。這幾種應(yīng)力的迭加和組合導(dǎo)致了混凝土超過(guò)了它所能承受的應(yīng)力,最終出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象。
(二)施工工藝引起的裂縫現(xiàn)象
墩臺(tái)混凝土的施工工藝中包括很多因素,比如水泥的用量、調(diào)配比列、粗骨粒的徑長(zhǎng)、施工技術(shù)的選用等等。鐵路橋梁剛性實(shí)體墩臺(tái)在施工中所采用的混凝土通常是C30型號(hào)的,同時(shí)為了保證施工的進(jìn)步,盡量簡(jiǎn)短施工的工期長(zhǎng)短,采用的施工技術(shù)一般為泵送技術(shù),此時(shí),為了保證施工符合泵送的要求,通常會(huì)對(duì)混凝土的調(diào)配比例進(jìn)行改變,將水泥的分量擴(kuò)大,這樣就很容易導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不夠,從而出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。
(三)自然環(huán)境的影響
影響混凝土裂縫的自然環(huán)境通常是指大風(fēng)的天氣特征。在混凝土還沒(méi)有完全干透的時(shí)候,如果風(fēng)的力度非常大,混凝土有沒(méi)有任何覆蓋等保護(hù)措施,大風(fēng)就會(huì)加速混凝土的干燥,在強(qiáng)力的干燥和濕度降低的情況下,混凝土的晾干速度會(huì)比正常情況下高出4倍左右,通常就會(huì)造成混凝土表面嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象。但是這種裂縫的現(xiàn)象也只存在于混凝土的表面,對(duì)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是沒(méi)有太多影響的。
二、混凝土澆筑過(guò)程中控制裂縫現(xiàn)象
(一)混凝土澆筑過(guò)程中的控制方法
首先,保證混凝土澆筑過(guò)程中的溫度適宜、穩(wěn)定。保證溫度在6℃——34℃之間,混凝土的內(nèi)外溫差應(yīng)該小于24℃,同時(shí),保證混凝土的降溫速度小于3℃/天。為了降低混凝度內(nèi)外溫差,可以采用分段分層的澆筑方式,同時(shí)也可以通過(guò)“低溫低熱”混凝土進(jìn)行裂控。比如,在施工季節(jié)比較熱的時(shí)候,混凝土的溫度可能會(huì)達(dá)到35℃左右,這個(gè)時(shí)候,如果能采用低溫低熱的材料控制其溫度,至少可以降低10℃的溫度,從而減少了混凝土因溫度過(guò)高而出現(xiàn)的溫裂現(xiàn)象。
其次,混凝土澆筑過(guò)程中可以通過(guò)加入降溫材料來(lái)避免裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。在混凝土中加入少量的毛石塊,體積占混凝土總體積的0.2——0.3左右即可,粒徑要大于14厘米,它有很好的吸收熱量的效果,不僅降低了混凝土的溫度,也節(jié)省了水泥的用量。如果墩臺(tái)混凝土的尺寸比較大,大于3.6米的時(shí)候,可以在其中預(yù)埋冷卻水管,用冷卻水管吸收混凝土內(nèi)部的高熱量,從而達(dá)到降溫的效果。需要注意的問(wèn)題是,不能讓混凝土的降溫速度過(guò)快,突然降溫或突然冷卻很容易引起裂縫情況的發(fā)生。
(二)混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的控制方法
影響混凝土裂縫的重要原因之一就是混凝土的內(nèi)外溫差過(guò)大,主要的原因就是混凝土降溫過(guò)程中,彈性模量逐漸變高,周系數(shù)逐漸變小,混凝土的收縮拉應(yīng)力過(guò)分增大,從而產(chǎn)生混凝土裂縫的現(xiàn)象。由于表面的散熱過(guò)快,混凝土的內(nèi)部溫度還比較高,導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外溫差過(guò)大,溫差越大,裂縫發(fā)生的可能性就越大。所以,應(yīng)該在混凝土澆筑完畢后,表面基本凝固好后,在其上面覆蓋一些保溫、保濕的材料,比如草簾、麻袋、塑料泡沫等等,這些材料的覆蓋可以讓混凝土的表面溫度慢慢冷卻,降低混凝土的內(nèi)外溫差,從而降低混凝土裂縫發(fā)生的可能性。
如果已經(jīng)做好覆蓋保濕的工作后,遇到溫度非常高的天氣,則要對(duì)覆蓋物進(jìn)行噴水或者噴養(yǎng)護(hù)劑;如果遇到溫度突然很低的天氣,則要多加覆蓋保溫材料,做好保溫的工作。
(三)做好大體積的混凝土溫度監(jiān)測(cè)工作
首先,確定大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)的方案。在混凝土溫度變化最明顯的前5天每隔2個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次溫度監(jiān)測(cè);5天之后,4個(gè)小時(shí)監(jiān)測(cè)一次;如果混凝土的內(nèi)外溫差在連續(xù)的24小時(shí)之內(nèi)都能保證不大于24.5℃,就說(shuō)明溫度基本穩(wěn)定了,可以停止溫度監(jiān)測(cè)的工作了。其次,對(duì)大體積滬寧圖溫度監(jiān)測(cè)的內(nèi)容要有準(zhǔn)確的把握。要通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)了解它的水化熱高低、了解不同的深度的溫度差的變化、了解混凝土降溫初期的溫度差的發(fā)展規(guī)律,有效掌握和了解這些內(nèi)容有助于對(duì)大體積混凝土的溫度差進(jìn)行合理控制,從而降低混凝土裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)的危險(xiǎn)。
三、彌補(bǔ)實(shí)體墩臺(tái)出現(xiàn)裂縫的措施
(一)包圍彌補(bǔ)處理方案
為了防止裂縫,加固鐵路橋梁的實(shí)體墩臺(tái),可以采用在橋墩上包圍一層鋼筋混凝土的方式。鋼筋混凝土的厚度可以在50厘米左右,同時(shí),將將包裹層施工所用鋼板圍堰作為外包鋼板與原墩身和新加的鋼筋混凝土包裹層形成一個(gè)整體。這樣,就將包裹層的鋼筋混凝土也加固了,從而加固了橋墩,將裂縫的現(xiàn)象也封閉在了包裹層內(nèi)。具體的操作方法是:
加工鋼板圍堰,鋼板圍堰分為兩半,在墩位處焊接成一體,然后下沉至橋墩承臺(tái)頂;采用吸泥機(jī)清除鋼圍堰內(nèi)的泥沙,用水下混凝土對(duì)鋼圍堰底部進(jìn)行封閉處理;清除墩身污物,設(shè)置鋼筋網(wǎng);灌注包裹層混凝土,與原墩身和鋼圍堰形成整體。
(二)封閉堵塞處理方案
鐵路橋梁的剛性實(shí)體墩臺(tái)所處的環(huán)境都不同,有的可能會(huì)經(jīng)過(guò)水源,所以對(duì)于出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的彌補(bǔ)方法也應(yīng)該靈活多變,利用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封閉堵塞也是一個(gè)比較好的方法。在封堵之前,首先應(yīng)該將裂縫處清洗干凈、風(fēng)干,采用壓入的方法將環(huán)氧樹(shù)脂灌進(jìn)裂縫內(nèi),然后在墩身的表面涂上一層環(huán)氧滬指砂漿。如果是水下?lián)骟w出現(xiàn)裂縫,可以采用潛水鋼吊箱的方法進(jìn)行墩身表面裂縫的封閉和處理。
總結(jié):
鐵路橋梁建設(shè)是我國(guó)的重要鐵路運(yùn)輸工程,混凝土裂縫現(xiàn)象是嚴(yán)重影響橋梁質(zhì)量的,必須提高其重要性認(rèn)識(shí)。對(duì)于造成混凝土裂縫的原因有所把握才能找到解決問(wèn)題的方法和對(duì)策。本文通過(guò)簡(jiǎn)要分析影響實(shí)體墩臺(tái)混凝土裂縫的原因,提出了相應(yīng)的預(yù)防措施,同時(shí)也提出了相應(yīng)的彌補(bǔ)裂縫現(xiàn)象的對(duì)策。保證實(shí)體墩臺(tái)混凝土的質(zhì)量可靠,才能保證鐵路橋梁正常的發(fā)揮作用。
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個(gè)人信息:
姓名:黃成邦 性別:男 出生年月:1983.4 職稱:助理工程師 詳細(xì)地址:山西省忻州市忻府區(qū)西門坡吉祥小區(qū)四號(hào)樓一單元