摘 要:橋梁建設是我國交通基礎建設中不可或缺的組成部分,而混凝土橋梁也是現(xiàn)代橋梁中較為常見的類型,混凝土橋梁在實際的施工中可能會由于多種不同的原因產生結構裂縫,裂縫的存在將會對混凝土橋梁整體的安全性產生較大的威脅,為了有效防范和控制混凝土橋梁裂縫的危害,充分保證混凝土橋梁的使用安全,文章將針對混凝土橋梁裂縫的種類及產生原因展開分析,以期為混凝土橋梁裂縫的控制與治理提供一定的參考。
關鍵詞:路橋工程;混凝土橋梁;結構裂縫;種類;產生原因
在路橋工程的建設施工中,質量與安全始終是施工企業(yè)及社會各界所關注的重點問題,只有充分保證橋梁的建設質量,才能夠確保其使用的安全性,在此基礎上,路橋建設投資才能夠真正產生預期效益。結構裂縫對于橋梁質量與安全而言,是一個重要的隱患因素,尤其是混凝土橋梁的建設中,結構裂縫的控制也是一個長期存在的難題,要解決這一難題,明確混凝土橋梁裂縫的種類和產生原因也就顯得尤為必要。
1 溫度裂縫及其產生原因
溫度裂縫是混凝土結構工程中較為常見的一種裂縫類型,由于混凝土結構內外溫度差異下,表層與內層混凝土熱脹冷縮程度不同,進而產生一定的溫度應力,當溫度差異超過一定范圍時,混凝土的強度將不能夠抵抗所產生的溫度應力作用,進而造成裂縫的出現(xiàn)。混凝土橋梁工程中的溫度裂縫的產生有幾種情況,首先是混凝土澆筑過程中,混凝土材料凝結時自身在水化熱作用下產生的內部溫度快速升高,如果外界溫度相對較低,也就會導致混凝土結構表面和內部溫度之間出現(xiàn)較大差異,隨著溫差的加大,在較大溫度應力的作用下,就會導致裂縫的出現(xiàn)。其次,橋梁工程長期處于室外環(huán)境中,如夏季高溫天氣下,橋梁表面受到陽光長期直射,溫度升高較快,而相對的橋梁結構內部及背陰處與橋梁表面想接觸的結構部件的溫度則相對較低,這樣就會產生一定的溫差,在結構自身約束作用力和局部的拉應力作用下,也就容易導致溫度裂縫的產生。此外,一些突變天氣導致的驟冷驟熱,也會造成橋梁混凝土結構表面與內部產生較大溫差,進而造成裂縫的出現(xiàn)。
2 變形裂縫及其產生原因
變形裂縫也是混凝土橋梁裂縫的一種主要類型,出去溫度因素導致的變形外,其他一些條件下也可能會導致混凝土結構出現(xiàn)變形,當變形量超過混凝土強度的承受范圍時就會導致裂縫的產生?;炷翗蛄汗こ讨械淖冃瘟芽p主要有以下兩種情況。首先是由地基沉降所導致的混凝土結構變形,地基是橋梁的重要基礎結構部分,地基的穩(wěn)定性對于橋梁的建設質量有著較大的影響,造成地基沉降的原因很多,既包括自然因素,也包括人為因素。如在橋梁地基建設前沒有做好地質勘察,未及時進行地基基礎的改良和加固,冬季施工沒有考慮凍土融化后可能產生的體積變化,施工選址未能避開地質活動頻繁區(qū)域,施工規(guī)劃不完善導致地質基礎被破壞等人為因素都可能會造成地基施工完成后出現(xiàn)沉降,導致橋梁裂縫的產生。再如,地基受地表或地下水侵蝕,地下水位發(fā)生變化,山體滑坡、地層下陷等自然災害的發(fā)生,也可能會導致橋梁地基的沉降,使橋梁混凝土結構出現(xiàn)裂縫。其次是收縮變形裂縫,即因各方面因素導致混凝土體積出現(xiàn)較快速的收縮變化,所產生的應力作用超過混凝土強度承受范圍,進而產生裂縫。收縮變形裂縫的主要產生原因包括混凝土因水分蒸發(fā)出現(xiàn)干縮、因泌水現(xiàn)象導致的塑性收縮變形、因水泥的水化物與二氧化碳反應所造成的碳化收縮變形等,都會導致橋梁工程中的混凝土結構裂縫的產生。
3 荷載裂縫及其產生原因
荷載裂縫也是混凝土結構橋梁工程較為常見的一種裂縫類型,混凝土橋梁工程大多數(shù)情況下都屬于大規(guī)模的工程,橋梁結構自身就具有著龐大的質量,這也是橋梁結構靜荷載的一個主要部分,同時,橋梁工程的使用功能決定著其還必須要受到交通運行所帶來的不同的荷載作用影響,在通常情況下,受到常規(guī)靜、動荷載以及次應力等影響,就會產生荷載裂縫,具體分為直接應力和次應力兩種裂縫,具體出現(xiàn)的原因主要表現(xiàn)一下幾個方面:在設計過程中,在對整體的結構計算過程中出現(xiàn)不準確情況,或漏算一些項目,導致設計的結構受力與實際的受力情況不相吻合等情況;在施工過程中,施工單位對混凝土橋梁結構的受力特點了解不夠,沒有完全按照施工設計標準和要求進行施工,施工順序比較混亂,疲勞強度驗算情況不準確等;在橋梁使用過程中,出現(xiàn)了車輛超載運行的情況,還有受到地震等自然條件的影響。在進行設計整個混凝土橋梁外荷載中,由于實際的是施工狀態(tài)與常規(guī)計算會出現(xiàn)不同程度的出入,導致混凝土橋梁的一些結構引起次應力,從而出現(xiàn)裂縫;在進行道路橋梁施工過程中,經(jīng)常進行鑿槽和開洞的施工,同時在實際過程中很難進行精確的模擬計算,因此,在受力構件挖孔完成后,出現(xiàn)了力流繞射的情況,在空洞的周圍產生比較大的應力;在連續(xù)梁中,經(jīng)常要截斷鋼束,在錨固的斷面周圍出現(xiàn)裂縫。
4 質量裂縫及其產生原因
質量裂縫是對各類因材料質量所導致的裂縫的統(tǒng)稱,此類裂縫的產生原因主要與施工材料的選用有關,施工材料作為建筑工程施工的基礎,對于工程整體質量的影響是十分嚴重,劣質材料或性能與工程需求不符的材料一旦被應用到混凝土橋梁工程中,就很容易導致裂縫的產生。首先,混凝土橋梁施工中最主要材料就是混凝土,混凝土的配置需要用到水泥、砂石、骨料、外加劑等材料,其中如水泥安定性達不到標準、砂石的粒徑級配不能夠滿足工程施工的實際需求、骨料粒徑性質不達標或摻有雜質、外加劑選用不當?shù)榷伎赡軙е伦罱K配制出的混凝土質量不符合施工標準,而部分工程可能會選用成品混凝土,如果混凝土中雜質超標,在應用到工程施工中后,很容易導致裂縫的出現(xiàn),同時,混凝土雜質超標還可能加劇碳化現(xiàn)象,當碳化蔓延至鋼筋結構表面時,可能會導致鋼筋的銹蝕,并發(fā)生膨脹,進而沿銹蝕位置出現(xiàn)裂縫。其次,鋼筋材料也是混凝土橋梁施工中的主要材料,可能導致橋梁裂縫產生的鋼筋材料質量問題主要分為兩種,其一是鋼筋材料自身的強度和承載力達不到標準,鋼筋材料作為混凝土橋梁結構的內部骨架,如鋼筋材料強度不足,就可能會導致在混凝土結構受到外力作用或自身發(fā)生形變時,不能夠對其給予足夠的支撐,致使結構整體穩(wěn)定性下降,加大裂縫出現(xiàn)的幾率,其二是鋼筋材料防腐防銹處理不到位,這就會導致在橋梁的長期使用中,鋼筋材料更容易受到氧化銹蝕的影響,不僅會因銹蝕膨脹導致混凝土裂縫的產生,還將造成鋼筋與混凝土的裹握力下降,影響混凝土結構的整體強度與穩(wěn)定性,更易導致裂縫的產生,威脅橋梁結構的使用安全與使用壽命。
5 結束語
混凝土橋梁裂縫的分類有很多標準,裂縫產生的原因也是多方面的,如溫度、荷載、收縮變形、地基變形、材料質量等都可能成為導致混凝土橋梁裂縫產生的誘因,對混凝土橋梁裂縫種類及產生原因的分析,能夠幫助橋梁建設企業(yè)技術人員更加準確把握施工技術要點,從而在建設過程中積極采取措施,對裂縫的產生進行有效防控,進而保證混凝土橋梁的使用安全,使其經(jīng)濟價值與社會價值得到更充分有效的發(fā)揮。
參考文獻
[1]高博.混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因[J].科技與企業(yè),2014(10):205.
[2]楊婧.淺析混凝土橋梁裂縫的種類和產生原因[J].工業(yè)c,2015(4):204.
[3]陳威達.混凝土橋梁裂縫種類和產生原因綜述[J].科技視界,2014(5):306-307.
[4]和樂.淺析混凝土橋梁裂縫產生的原因及工程實例分析[J].中國建筑金屬結構,2013(11X):224.
作者簡介:張宇,身份證號:232324198804055516。