一、橋梁混凝土裂縫成因分析
1、溫度裂縫
溫度裂縫是橋梁工程混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因之一?;炷僚c其他物質(zhì)一樣具有熱脹冷縮的性質(zhì),當(dāng)混凝土受外部環(huán)境或內(nèi)部因素的影響產(chǎn)生溫度變化時(shí),若受到外部結(jié)構(gòu)的約束,就會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生影響的應(yīng)力,當(dāng)內(nèi)部用力大于混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度時(shí),就產(chǎn)生了溫度裂縫。
2、荷載變化引發(fā)的裂縫
若混凝土受到不當(dāng)?shù)撵o力荷載、動(dòng)力荷載或次應(yīng)力頻繁荷載時(shí),會(huì)造成混凝土表面裂縫。這種裂縫通常包括以下幾種:彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫、局部應(yīng)力裂縫。以上各種荷載裂縫的產(chǎn)生原因與表現(xiàn)形式、產(chǎn)生部位均有所差異,通常發(fā)生在橋梁受拉力、剪應(yīng)力較大以及振動(dòng)較為顯著的部位,對(duì)橋梁穩(wěn)定性與耐久性有著較大的危害。
3、凍脹裂縫
當(dāng)氣溫低于零度時(shí),混凝土內(nèi)部水分會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象,當(dāng)游離態(tài)的水變成固態(tài)的水時(shí),其體積會(huì)產(chǎn)生膨脹,膨脹幅度大約在10%左右,水的膨脹會(huì)造成膨脹應(yīng)力,對(duì)混凝土構(gòu)件產(chǎn)生不利的影響。此外,混凝土內(nèi)部凝膠孔中的水分會(huì)因
凝固而產(chǎn)生轉(zhuǎn)移與重新排列,進(jìn)而造成滲透壓,滲透壓作用下混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力會(huì)進(jìn)一步增大,造成混凝土強(qiáng)度下降并產(chǎn)生裂縫。凍脹裂縫通常發(fā)生在混凝土初凝階段,通常會(huì)對(duì)混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定性、安全性與外觀質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響,會(huì)使混凝土凝固后的強(qiáng)度減少30%"~"50%,因而在環(huán)境溫度較低時(shí),橋梁施工中應(yīng)格外注意混凝土構(gòu)件的保溫工作。
4、施工材料因素引發(fā)的裂縫
橋梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑等等。若混合料原材料質(zhì)量不合格,會(huì)嚴(yán)重影響混凝土機(jī)構(gòu)的施工質(zhì)量。例如,若所選砂石粒徑太大或太小、配率不良、會(huì)導(dǎo)致混凝土材料空隙率過(guò)大進(jìn)而導(dǎo)致水泥和攪拌水的用量增加,進(jìn)而使混凝土凝固過(guò)程中水化熱增大,從而降低混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,造成裂縫的產(chǎn)生;如果混凝土材料中砂石中云母等礦物質(zhì)的含量超標(biāo),會(huì)直接減弱水泥和骨料物質(zhì)的粘結(jié)力,并降低混凝土的強(qiáng)度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高,會(huì)使拌合過(guò)程中水的用量增加,直接影響混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性;如果混凝土材料中的有機(jī)質(zhì)含量偏高,會(huì)造成混凝土硬化時(shí)間延長(zhǎng),影響混凝土強(qiáng)度,引發(fā)早期裂縫。
二、橋梁施工裂縫的處理措施
1、設(shè)計(jì)防裂控制措施
從設(shè)計(jì)階段入手來(lái)盡量避免荷載裂縫。設(shè)計(jì)是應(yīng)避免結(jié)構(gòu)的突變或者斷面的突變。在結(jié)構(gòu)突變不可避免的情況下應(yīng)做好某些細(xì)部的處理,例如將突變處做成漸變的形式,將轉(zhuǎn)角處做成圓角的形式。為了防止混凝土受溫度變化引起的裂縫,可以增加構(gòu)造配筋來(lái)提高混凝土的抗裂能力。設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范對(duì)裂縫寬度控制的要求。
2、施工質(zhì)量的控制
由施工質(zhì)量引起的裂縫發(fā)生率高達(dá)95%,合理的施工方案對(duì)預(yù)防和控制裂縫有關(guān)鍵的作用。施工方案包括確定澆筑量、澆筑時(shí)間、施工縫的間距和位置、施工順序等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割,應(yīng)設(shè)置在變截面處或者受拉、彎、剪應(yīng)力最小的位置。此外,也應(yīng)注意水平施工縫留設(shè)位置,一般情況下,應(yīng)留在變截面處或設(shè)在混凝土的受壓區(qū)并遠(yuǎn)離鋼筋受拉部位。如果在施工期間對(duì)裂縫加以控制,在使用期間開裂的可能性將大大減小。
3、規(guī)范施工過(guò)程
施工過(guò)程中的各項(xiàng)操作也會(huì)對(duì)其質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響,具體可以分為以下兩點(diǎn):①充分振搗"分層澆筑混凝土的過(guò)程中,分層的厚度均需要保持在振動(dòng)棒的"1.25"倍以內(nèi)。振搗的過(guò)程中,需要將其插入下一層中,深度約為"55cm"左右避免上下層之間出現(xiàn)接合縫隙縫。另外還需要在下層混凝土尚未初凝的條件下進(jìn)行上層混凝土的振搗,振搗需要均勻,全面,避免出現(xiàn)遺漏的位置;②設(shè)置保護(hù)層"設(shè)置混凝土保護(hù)層主要是保護(hù)鋼筋,防止其暴力在空氣中受到風(fēng)化或者腐蝕。在確認(rèn)混凝土保護(hù)層的厚度時(shí),需要測(cè)量縱向鋼筋外緣到混凝土表面之間距離的最小值,將其作為其厚度,并結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的耐久性及受力鋼筋的錨固情況等,適當(dāng)調(diào)整期厚度,保護(hù)混凝土,避免受到環(huán)境的影響而出現(xiàn)裂縫。
3、溫度的控制
施工單位對(duì)溫度的控制可以采取以下幾方面措施:(1)降低混凝土的澆筑溫度。在拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻,利用澆筑面散熱。在高溫作業(yè)時(shí)在混凝土中埋設(shè)水管,作業(yè)時(shí)通冷水達(dá)到降溫目的。(2)注意天氣情況,在氣溫驟降時(shí)要對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫防止混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。(3)合理地安排施工工序,避免側(cè)面的長(zhǎng)期暴露以及過(guò)大的高差。
4、建筑材料質(zhì)量的控制
橋梁施工的材料對(duì)于混凝土構(gòu)建的性能有著直接的影響,尤其是抗拉強(qiáng)度,因此需要抓好施工材料的質(zhì)量工作。橋梁施工中需要使用的材料極為豐富,包括鋼筋、砂土、水泥、水、碎石、添加劑等,上述材料均需要進(jìn)行相應(yīng)的抽樣檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量不合格,應(yīng)禁止其進(jìn)場(chǎng),以免影響到其抗拉強(qiáng)度。在混凝土的配比設(shè)計(jì)方面,需要先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)、論證后,才能在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用,嚴(yán)格控制其配比。如果在施工過(guò)程中出現(xiàn)特殊的天氣,如高溫天氣、暴雨、空氣濕度大等,則需要對(duì)各種材料的含水量進(jìn)行檢測(cè),包括砂土的含水量、碎石的含水量等,根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整材料的配比,使之更加科學(xué),提高其抗拉強(qiáng)度,施工中就不易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題,質(zhì)量更加良好。
5、加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)
對(duì)施工人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),提高其理論知識(shí)水平和實(shí)踐技能,特別是對(duì)一些從事特殊工種的工人,必須實(shí)施持證上崗。對(duì)未取得合格證的工人一律不準(zhǔn)上崗。對(duì)施工人員長(zhǎng)期進(jìn)行安全教育,增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí),增強(qiáng)施工人員的責(zé)任感和事業(yè)心,充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,使其樹立正確的質(zhì)量與效益觀念,杜絕偷工減料和工人技術(shù)不過(guò)關(guān)的發(fā)生。
結(jié)語(yǔ):綜上所述,在對(duì)橋梁施工裂縫成因有了深入分析之后,可以較清楚地了解在橋梁施工過(guò)程中施工裂縫對(duì)工程質(zhì)量的危害。根據(jù)施工裂縫的成因,要采取相應(yīng)防治措施來(lái)降低橋梁施工裂縫對(duì)橋梁的危害。為了保證結(jié)構(gòu)的安全和耐用,必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。在橋梁的施工過(guò)程中,嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量,改進(jìn)混凝土施工工藝。結(jié)合材料的特點(diǎn)、天氣情況、現(xiàn)場(chǎng)條件等多方面因素,采取合理有效的措施,盡可能地減少裂縫的生成。此外,在使用過(guò)程中,要定期進(jìn)行巡查和管理,加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的維護(hù)工作,確保橋梁的安全運(yùn)行。
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