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摘要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通運輸事業(yè)日益發(fā)展壯大,但在公路橋梁施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫,影響人們的出行安全。因此,必須積極應(yīng)對公路橋梁的施工裂縫。本文主要是對公路橋梁施工裂縫的危害、類型、成因及應(yīng)對措施進行分析論述,希望能夠提供一些參考。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;施工裂縫;應(yīng)對措施
在公路橋梁的施工過程中,裂縫問題直接影響著公路橋梁的施工質(zhì)量、進度及工程安全。所以,要高度重視公路橋梁施工裂縫問題,深刻剖析公路橋梁裂縫產(chǎn)生的原因,然后找出控制裂縫的方法,從而保證公路橋梁工程的質(zhì)量和安全。下文將對公路橋梁裂縫的相關(guān)內(nèi)容進行詳述。
一、公路橋梁施工裂縫的危害
公路橋梁混凝土施工裂縫問題會使橋梁產(chǎn)生滲漏,當(dāng)有水滲進公路橋梁的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)之后,會導(dǎo)致其被水解破壞,從而破壞混凝土結(jié)構(gòu);另一方面施工裂縫在水的壓力作用下,可能會導(dǎo)致裂縫進一步發(fā)展。此外,混凝土碳化等原因也會造成其收縮開裂不斷加劇,進而破壞鋼筋的純化膜,降低混凝土堿度。如果長時間的處于暴露狀態(tài),鋼筋就會產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。公路橋梁裂縫問題還會減弱混凝土對鋼筋的保護,使裂縫進一步擴大,造成更大的危害。
公路橋梁的施工材料是工程質(zhì)量得以保證的基礎(chǔ),嚴(yán)格監(jiān)控和檢測施工用料可以防止偽劣工程出現(xiàn),橋梁工程施工質(zhì)量控制是一項十分重要的工作,需要工程各個參與部門通力配合,相互監(jiān)督,采取相關(guān)必要措施,避免不良因素對工程的隱形及顯性影響,在保證工程質(zhì)量的前提下,節(jié)約資源,避免因工程質(zhì)量問題帶來的返工、早期大修等經(jīng)濟損失。
二、公路橋梁施工裂縫的類型及成因分析
1.荷載引起的裂縫
公路橋梁的混凝土構(gòu)件在常規(guī)的各種荷載作用下或者次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫一般稱為荷載裂縫。通常主要分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫兩類。外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫就是直接應(yīng)力裂縫;次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。
2.溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮的特點,如果環(huán)境溫度或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生改變時,混凝土可能會產(chǎn)生變形,變形遭到周圍的約束,那么會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,這個應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時就會出現(xiàn)溫度裂縫。在某些大跨度公路橋梁工程中發(fā)現(xiàn)溫度應(yīng)力能夠達到甚至超過其活載應(yīng)力。溫度裂縫最主要特征是隨溫度變化而擴張或并攏,這一點是不同于其他類型的裂縫。
3.收縮引起的裂縫
在混凝土硬化后,表層水分會逐漸蒸發(fā),濕度慢慢降低,其體積也會隨之減小,這個現(xiàn)象稱之為縮水收縮(也稱為干縮)。由于混凝土表層水分蒸發(fā)的很快,內(nèi)部損失卻很少,因此會發(fā)生內(nèi)部收縮小、表面收縮大的不均勻收縮現(xiàn)象,內(nèi)部
混凝土?xí)s束表面收縮變形,導(dǎo)致表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土承到的拉應(yīng)力超過其抗拉強度時,便會出現(xiàn)收縮裂縫。
4.地基變形引起的裂縫
由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂?;A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有以下幾種,地質(zhì)勘察精度不夠、試驗資料不準(zhǔn)沒有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計和施工。這是造成地基不均勻沉降的主要原因。
5.鋼筋銹蝕引起的裂縫
如果混凝土的質(zhì)量較差或鋼筋的保護層厚度不夠,混凝土的保護層就會受侵蝕,炭化到鋼筋的表面,鋼筋周圍混凝土堿度就會隨之降低,或者由于氯化物的介入使鋼筋周圍氯離子含量非常高,都能夠引起鋼筋表面氧化膜的破壞,氧氣、水分與鐵離子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧化鐵,這種氧化物的體積會膨脹,因此鋼筋周圍的混凝土就會產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,保護層的混凝土就會發(fā)生開裂剝離,沿著鋼筋的縱向會出現(xiàn)裂縫。鋼筋發(fā)生銹蝕使得有效面積減小,混凝土和鋼筋握裹力會減弱,結(jié)構(gòu)承載力也就隨之下降,甚至?xí)T發(fā)其他類型的裂縫,加快鋼筋銹蝕過程。
三、公路橋梁施工裂縫的應(yīng)對措施
1.強化混凝土施工的質(zhì)量控制
嚴(yán)格按照實際要求選擇水泥品種,并按照設(shè)計要求計算好水泥用量,優(yōu)先選用高標(biāo)號水泥;為了盡可能減少混凝土水化熱的影響,宜使用低熱水泥??茖W(xué)合理的設(shè)計骨料級配,嚴(yán)格控制骨料含泥量,選用符合規(guī)格的級配碎石,確保級配的連續(xù)。在選擇外加劑和控制混凝土配合比時必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行。適當(dāng)、適量的添加外加劑能起到緩凝、減水、增強的作用,使得混凝土可塑性和和易性增強。對于容易出現(xiàn)裂縫的橋梁部位宜采用預(yù)埋傳感器和表貼傳感器兩種監(jiān)測手段,及時檢測應(yīng)力,避免裂縫的產(chǎn)生。進行施工前應(yīng)對進場原材料嚴(yán)格檢查各項試驗指標(biāo);施工過程中應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求嚴(yán)格規(guī)范科學(xué)施工,加強施工管理,合理分工及時做好詳細(xì)記錄。對在公路橋梁施工中能夠預(yù)見到的問題,必須早發(fā)現(xiàn)早處理,確保裂縫控制到位,保證工程施工質(zhì)量。
2.強化混凝土施工過程中的溫度控制
第一,在進行混凝土的拌合施工的時候,最好是采用冷水來對碎石進行冷卻的辦法,這樣就可以很好的控制混凝土在澆筑過程的溫度,使混凝土的溫度大大的降低。
第二,如果是在高溫的天氣條件下進行混凝土的澆筑工作時,我們往往為了確?;炷聊軌蛴行У纳幔蛻?yīng)該盡可能地充分利用澆筑層面,同時還要盡量的減少對于混凝土澆筑的實際厚度。
第三,還可以把一些冷水管道填埋在混凝士當(dāng)中,這樣可以利用冷水在這些管道當(dāng)中的流動來實現(xiàn)混凝土的內(nèi)部溫度減小的目的。
第四,另外,還要對混凝土在入模時的溫度進行一個比較嚴(yán)格的控制,在對公路橋梁進行一些比較大體積的混凝土澆筑的時候,我們一般是選擇在春季或者是秋季這些溫度比較適宜的時節(jié)來進行的,但是有時候不得不在夏季的時候進行施工,這個時候就應(yīng)該采取多種有效的辦法來使入模的溫度可以降低。
3.注意支架和模板的沉陷及變形
支架沉陷、模板變形也是引起早期裂縫的原因之一。據(jù)有關(guān)調(diào)查資料表明,因模板發(fā)生變形,使設(shè)計厚度為20cm的腹板減薄了2—3cm;設(shè)計厚度為40—50cm的腹板減薄了7cm的例子。這些橋梁在設(shè)計上,對于斷面尺寸的選擇就已優(yōu)化,而在施工中又不足,勢必會造成應(yīng)力偏大,因此在拉應(yīng)力較大的腹板處出現(xiàn)了斜裂縫。在有些大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的0號塊和邊跨現(xiàn)澆段,施工支架在澆筑混凝土之前未作預(yù)壓或未采取其它有效措施來消除支架非彈性變形或因為地基發(fā)生較大的沉陷,使底板出現(xiàn)貫通裂縫,支架變形過大是主要原因。
4.要注意混凝土的澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護
混凝土澆筑過程,因振搗不好或漏震等,將會使混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面及不密實等缺陷,均可直接影響混凝土的強度,致使混凝土極限抗拉強度降低而引起開裂。混凝土養(yǎng)護的好壞是直接關(guān)系到是否出現(xiàn)收縮或溫度裂縫的重要環(huán)節(jié)。特別是大體積混凝土或在寒冷和炎熱氣候澆筑的混凝土,散熱、隔熱措施不好,都會引起裂縫。
四、結(jié)束語
隨著交通行業(yè)的不斷發(fā)展,人們對于公路橋梁的工程質(zhì)量和使用壽命越來越重視?;炷潦┕そY(jié)構(gòu)裂縫是橋梁工程中最常見和比較難以克服的質(zhì)量問題。即使是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),其復(fù)合應(yīng)力的特殊部位以及混凝土澆筑表面也有可能出現(xiàn)裂縫。對于裂縫問題,應(yīng)在充分了解其各種成因的前提下,采取一切必要措施,及時維護,以保證公路橋梁的耐久性。
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