黃騰飛 張弛 陳璽峰
摘要:近年來(lái),由于地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,地方之間的交流也越來(lái)越頻繁,我國(guó)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)直接受到了公路橋梁工程的影響,作為我國(guó)交通體系中的重要一個(gè)內(nèi)容,公路橋梁的數(shù)目正在快速增長(zhǎng)著,可是,這些橋梁卻有很多沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的使用壽命,橋梁裂縫所導(dǎo)致的橋梁質(zhì)量問(wèn)題十分頻繁,并造成了嚴(yán)重的安全隱患,本文就橋梁裂縫的形成原因及橋梁施工技術(shù),做了深入的分析與探討,以求取得拋磚引玉之效果。
關(guān)鍵詞:橋梁施工技術(shù);橋梁裂縫成因;分析和討論
前言:橋梁一直是我國(guó)公路交通事業(yè)中不可缺少的一個(gè)部分,自古以來(lái),橋梁都有著連接兩地的功效,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,橋梁對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)越來(lái)越明顯,尤其是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)而言,興建公路橋梁會(huì)帶動(dòng)這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì),為當(dāng)?shù)厝嗣裨旄#虼?,近年?lái)我國(guó)的橋梁數(shù)目快速增長(zhǎng)??墒?,橋梁裂縫所導(dǎo)致的壽命不長(zhǎng)一直是我國(guó)橋梁中的主要問(wèn)題,筆者從事相關(guān)工作,對(duì)此有著豐富的經(jīng)驗(yàn),就我國(guó)橋梁裂縫的形成原因和施工技術(shù),闡述筆者一些看法。
一、橋梁施工中裂縫產(chǎn)生的原因
我國(guó)社會(huì)正在快速的發(fā)展,對(duì)于橋梁工程的依賴度也越來(lái)越高,在橋梁施工中常會(huì)遇到不同程度的混凝土開(kāi)裂,如果控制不好,會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也延誤了正常的建設(shè)工期。因此,對(duì)橋梁施工中裂縫種類以及產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行具體分析,有利于對(duì)裂縫進(jìn)行預(yù)防和控制,進(jìn)而保證橋梁工程質(zhì)量與進(jìn)度的順利達(dá)成。
1、按寬度對(duì)裂縫進(jìn)行分類
橋梁施工中混凝土裂縫按照寬度可以分為和宏觀裂縫微觀裂縫兩個(gè)大類。宏觀裂縫寬度在 O.05 mm以上,并認(rèn)為寬度小于 0.2 mm 或 0.3 mm 的裂縫是無(wú)害的,但是必須是以此裂縫不再擴(kuò)展作為前提;微觀裂縫一般是指肉眼觀察不到,但是卻固有存在的一種裂縫,通常將其寬度定義在 0.05 mm 以下,只要荷載沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),則將其視為無(wú)害的。在橋梁恒載時(shí),各個(gè)構(gòu)件裂縫寬度的具體限值見(jiàn)下表 1:
2、橋梁裂縫產(chǎn)生的成因
(1)地基形變
由于基礎(chǔ)水平方向產(chǎn)生位移或者垂直方向因不均勻而產(chǎn)生了下沉,由此使整個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了應(yīng)力,而隨著應(yīng)力的不斷增大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出混凝土的抗拉力時(shí),就會(huì)造成橋梁裂縫的問(wèn)題;
(2)荷載原因
通常來(lái)說(shuō),混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁在靜止、運(yùn)動(dòng)荷載以及次應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的裂縫被稱為荷載裂縫。荷載裂縫通常分為直接裂縫和次應(yīng)力裂縫;施工過(guò)程中不加限制在構(gòu)筑物上堆放施工工具、材料,不了解預(yù)測(cè)受力結(jié)構(gòu)特點(diǎn),忽略施工設(shè)計(jì),私自更改施工程序,使得受力模式有所改變;
(3)溫度變化
由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),因此溫度變化是造成橋梁施工裂縫的產(chǎn)生重要原因。當(dāng)橋梁混凝土施工過(guò)程中,混凝土內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的水化熱,外部環(huán)境與內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生較大溫度發(fā)差時(shí),混凝土將發(fā)生變形,若處理不當(dāng),在結(jié)構(gòu)內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)裂縫;
(4)鋼筋銹蝕
當(dāng)混凝土質(zhì)量較差或者鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不足,鋼筋就會(huì)受到二氧化碳等酸性氣體的侵蝕作用,使鋼筋周圍的混凝土堿度降低、鋼筋表面氧化膜破壞,繼而導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕。鋼筋銹蝕物的體積是原鋼筋的 2~4 倍,從而會(huì)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。導(dǎo)致保護(hù)層混凝上的開(kāi)裂、剝離。此外,鋼筋銹蝕還會(huì)造成鋼筋的有效承載面積減小,使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力下降,繼而誘發(fā)其它形式的裂縫。
二、橋梁施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)
1、樁基礎(chǔ)施工技術(shù)
在橋梁施工中,人工挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁是常用的施工技術(shù),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,進(jìn)行合理選擇。鉆孔灌注樁是指采用不同的鉆孔方法,在土中形成一定直徑的井孔,當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高以后,再將鋼筋骨架或鋼筋籠吊入井孔中,灌注混凝土形成的樁基礎(chǔ)。
(1)埋設(shè)護(hù)筒
護(hù)筒埋設(shè)具有定位導(dǎo)向、保護(hù)孔口、維護(hù)泥漿面和防止塌方的作用。在護(hù)筒埋設(shè)時(shí)應(yīng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確,并控制護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不超過(guò) 50 mm。護(hù)筒一般采用 4~8 mm 的鋼板制作,其內(nèi)徑需大于鉆頭直徑 100 mm,在上部適宜開(kāi)設(shè) 1~2 個(gè)溢漿孔洞。護(hù)筒埋設(shè)的深度要求,通常在粘性土中宜大于 l m,在砂土中宜超過(guò) 1.5 m,在高度上還應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。
(2)沖擊成孔
在沖擊前,護(hù)筒內(nèi)需加入足夠的粘土和水,邊沖擊邊加粘土造漿,從而保證粘土造漿護(hù)壁的可能性。為了避免在沖擊成孔時(shí),出現(xiàn)樁位偏移和斜孔,沖擊鉆應(yīng)對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心,控制偏差不超過(guò) 20 mm,然后開(kāi)始小程度密擊,錘高度控制在在 0.4~0.6 m。并及時(shí)添加粘土泥漿護(hù)壁,使孔壁能夠密實(shí)擠壓。
2、墩柱、臺(tái)身施工要點(diǎn)
(1)在開(kāi)工前,應(yīng)制訂專項(xiàng)施工方案及模板支架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算書報(bào)監(jiān)理審批。
(2)加強(qiáng)墩身線形控制,使用整體模板,盡量避免接縫,接縫時(shí)墊海綿條或橡膠條并緊固密封。每節(jié)模板安裝后,應(yīng)檢測(cè)模板頂面標(biāo)高、中心及平面尺寸。
(3)砼澆筑時(shí)應(yīng)進(jìn)行位移觀測(cè),詳細(xì)記錄觀測(cè)結(jié)果,嚴(yán)格控制墩身的豎直度或斜度,發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正防止出現(xiàn)漲模現(xiàn)象。分層澆筑振搗的厚度通常每 30 cm 一層,振搗時(shí)振搗棒應(yīng)深入下層約 5cm,不可超厚,不然振搗效果不好。砼應(yīng)該連續(xù)澆筑,兩層之間的澆筑間隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。
(4)支座墊石施工應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行測(cè)量放樣,一般采用鋼模;澆注成型后,必須逐個(gè)復(fù)測(cè)檢查,嚴(yán)格控制頂面標(biāo)高及平整度,不合格的須返工。
3、鋼筋焊接施工技術(shù)
鋼筋作為橋梁建設(shè)中的主要建施工材料,與混凝土共同承擔(dān)著結(jié)構(gòu)的壓力與拉力,是橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要保障。鋼筋焊接是橋梁鋼筋工程的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié),因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其施工技術(shù)的研究。
(1)每批鋼筋在焊接之前,應(yīng)先選定焊接參數(shù)和焊接工藝,并根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行試焊。同時(shí),還應(yīng)檢驗(yàn)接頭外觀質(zhì)量和規(guī)定的力學(xué)性能,當(dāng)試焊質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方能正式焊接。在焊接時(shí),應(yīng)對(duì)施焊場(chǎng)地適當(dāng)?shù)姆里L(fēng)、防雨和防嚴(yán)寒。
(2)鋼筋的焊接接頭宜采用閃光對(duì)焊、電弧焊、氣壓焊或者電渣壓力焊。電渣壓力焊僅適用于豎向鋼筋的連接,不適合用于水平鋼筋和斜筋的連接。
(3)電弧焊宜使用雙面焊縫,當(dāng)雙面焊無(wú)法進(jìn)行施焊時(shí),應(yīng)采用單面焊縫。電弧焊接頭的焊縫長(zhǎng)度,雙面焊縫中宜大于 5 d,單面焊縫宜大于 10 d。同時(shí),電弧焊接與鋼筋彎曲處的距離應(yīng)大于 10 d(d為鋼筋直徑),且不宜位于構(gòu)件的最大彎矩處。
結(jié)束語(yǔ):綜上所述,在橋梁施工過(guò)程中,很多原因會(huì)早晨橋梁出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。因此,必須掌握導(dǎo)致裂縫的原因,嚴(yán)格控制好材料質(zhì)量,在施工中采取合理的措施,提高現(xiàn)場(chǎng)的施工管理水平,按照材料特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)條件以及氣溫等多種因素,采取合理的措施,有效地控制橋梁裂縫的產(chǎn)生,確保工程質(zhì)量,使橋梁工程能為推動(dòng)我國(guó)地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展做出最大貢獻(xiàn),將自身的價(jià)值體現(xiàn)出來(lái)。
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