李松岡
摘要:隨著人們生活水平的提高,對建筑方面的要求不斷提高。目前,在混凝土連續(xù)箱梁在施工過程中,因為設(shè)計、施工、環(huán)境條件等方面的影響,往往造成較為突出的裂縫問題,導致混凝土連續(xù)箱梁在施工過程中,往往存在諸多的性能不足、安全性不良等方面問題。這些問題產(chǎn)生的原因較多,應能做好必要的預防措施落實工作,提升對于裂縫問題的控制作用。
關(guān)鍵詞:混凝土連續(xù)箱梁;裂縫成因;防護策略
引言
混凝土箱梁在橋梁的設(shè)計中被廣泛的應用,箱梁以其良好的抗裂能力、穩(wěn)定性和剛度在橋梁交通中發(fā)揮著巨大的作用。雖然箱梁具有眾多的優(yōu)點,但是由于生產(chǎn)和使用等諸多環(huán)節(jié)不同因素的影響,造成梁體出現(xiàn)裂縫。裂縫的產(chǎn)生不但使箱梁自身的強度降低,水分和空氣的進入會導致鋼筋的銹蝕,導致橋梁承載力的降低。箱梁由于自身結(jié)構(gòu)的特點,箱梁裂縫可能出現(xiàn)在梁體各個部位,本文對其出現(xiàn)的原因進行分析,尋找相應的解決措施。
1連續(xù)箱梁橋裂縫形成的原因
1.1水泥水化熱影響
水泥的水化反應,導致了大量熱量的發(fā)生,而這種熱量對于預應力混凝土連續(xù)箱梁來說,因為其體積較大,散熱能力不足,導致了在施工過程中,內(nèi)部的熱量不能有效的排除,導致了內(nèi)外溫差的影響,很多裂縫問題在內(nèi)部和外部不同應力作用影響的前提下發(fā)生。
1.2腹板裂縫的成因
在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁中,箱梁腹板裂縫是非常常見的裂縫形式。箱梁的腹長期受力,承受橋梁上部的荷載,當形變發(fā)生到一定程度時,就會產(chǎn)生裂縫,這類裂縫的分布具有一定的規(guī)律性,主要存在于支座等承重部位附近。而且由于荷載是長期穩(wěn)定存在的,所以這類裂縫會逐漸的發(fā)展,由腹板底部向上擴展,接近受壓區(qū)域。這種裂縫需要通過調(diào)整預應力結(jié)構(gòu)和配筋進行預防。
1.3支座處彎曲裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土連續(xù)箱梁產(chǎn)生彎曲裂縫的情況比較常見,該類裂縫一般出現(xiàn)在支座處,主要原因是由于該處混凝土的正應力遠遠超過了拉應力,進而導致結(jié)構(gòu)內(nèi)部的壓力分布出現(xiàn)了變化,使得受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生了裂縫,并隨著時間和荷載的不斷作用而向下延伸,形成彎曲裂縫。在一些特殊的情況下,由于某些外在荷載的作用或者結(jié)構(gòu)本身的影響,致使混凝土的拉應力遠遠超出了它的抗拉極限,這成為出現(xiàn)彎曲裂縫的直接原因,如果此種裂縫不能得到及時修復,將會逐漸深入到腹板中,給結(jié)構(gòu)帶來巨大的破壞。
1.4溫度對裂縫的影響
本節(jié)主要研究新舊規(guī)范不同規(guī)定下,溫度對箱梁開裂的影響,通過計算主拉應力值的大小作為評定依據(jù)。通過應力數(shù)值變化可以看出:不同規(guī)范下5號節(jié)點的主拉應力差值為0.15MPa,應力增長24%;7號節(jié)點的主拉應力差值為0.13MPa,應力增長14%;9號節(jié)點的主拉應力差值為0.06MPa,應力增長9%。通過應力增長的數(shù)值可以看出溫度荷載對箱梁腹板斜裂縫的影響較小。
2預防措施
2.1優(yōu)化施工材料
混凝土連續(xù)箱梁的裂縫產(chǎn)生,很多程度上是由混凝土的性能決定的。混凝土質(zhì)量受到骨料、水泥和外加劑等原材料的影響。而這些材料又會受到原材料產(chǎn)地的影響。不同地區(qū)由于環(huán)境不同,材料的性能和酸堿會出現(xiàn)差異?;炷猎诎韬瓦^程中由于材料堿活性的高低不同,會對箱梁的鋼筋骨架造成一定的腐蝕,鋼筋的損傷會減弱箱梁的整體的承載能力,箱梁慢慢發(fā)生變形,當達到一定程度時裂縫就會出現(xiàn)。所以,選擇原材料時,一定嚴格控制其成分,減量選用堿活性較小的材料。不僅如此,材料的集配也會對混凝土的品質(zhì)造成影響,例如:粗骨料的針片狀含量和細骨料的品質(zhì)。在高品質(zhì)混凝土生產(chǎn)中,不可使用天然砂,由于天然砂的質(zhì)量無法把控,所以必須采用符合要求的機制砂。通過合理的級配保證混凝土的質(zhì)量,減少箱梁裂縫的產(chǎn)生。除此之外,混凝土的外加劑會對混凝土的性能造成改變,所以合理的使用外加劑能夠優(yōu)化混凝土的性能,從而減少裂縫出現(xiàn)的幾率。
2.2嚴格管控澆筑前施工過程
預防箱梁裂縫的產(chǎn)生不僅需要控制材料,同時要對混凝土澆筑前的施工過程嚴格管控。在現(xiàn)澆箱梁中,首先就是支架和模板的安裝。箱梁的施工要在支架上進行,所以其穩(wěn)定性決定了施工過程的安全和箱梁的最終的質(zhì)量。在支架安裝前,要對地基進行處理,消除沉降和彈性形變,同時模板支架的剛度必須滿足施工需要,對支架體系和地基的承載能力進行驗算和預壓。在預制箱梁中,箱梁預制場的標準化建設(shè)尤為重要,要保證預制場地基承載力符合要求,防止在預制過程中出現(xiàn)地面不均勻沉降。箱梁臺座強度和剛度滿足箱梁制作需求。在綁筋中,箱梁的鋼筋綁扎和預應力筋的安裝也會對裂縫的出現(xiàn)產(chǎn)生影響。如果鋼筋綁扎位置偏移,會出現(xiàn)保護層不足,鋼筋或者鋼筋綁扎線外露的情況,鋼筋暴露受到腐蝕之后就會對承載成立造成影響,從而發(fā)生裂縫。所以在鋼筋的綁扎過程中,要嚴格控制鋼筋綁扎的精度和綁線接頭的處理。在安裝預應力筋時,要保證預應力筋位置準確且預應力管道內(nèi)無異常,避免在后期施加預應力時造成對梁體的破壞。
2.3控制基礎(chǔ)及支架模板的施工質(zhì)量
混凝土連續(xù)箱梁橋的主要承力結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),所以,在施工中要嚴格控制基礎(chǔ)的施工質(zhì)量,通過各種方式來對基礎(chǔ)進行加固處理,在施工時要對地基和基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)層進行嚴格的檢測,確保其和設(shè)計一致,并保證其有足夠的承載力,進而避免由于設(shè)計或者施工質(zhì)量而產(chǎn)生的地基不均勻沉降等現(xiàn)象,因為一旦地基產(chǎn)生不均勻沉降,箱梁結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生不同程度的裂縫,嚴重者甚至導致結(jié)構(gòu)的斷裂。
混凝土連續(xù)箱梁多為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),因此需要大規(guī)模的支架搭設(shè)。作為混凝土澆筑中的重要結(jié)構(gòu)物,支架的質(zhì)量直接關(guān)系混凝土澆筑的質(zhì)量,這也在側(cè)面影響了橋梁裂縫的產(chǎn)生。在進行支架的搭設(shè)時,要仔細檢查支架的質(zhì)量,對其強度及承載能力等方面進行嚴格的檢測,確保其在使用過程中不會產(chǎn)生變形。支架搭設(shè)完成后,要根據(jù)結(jié)構(gòu)受力進行必要的預壓,消除地基和支架之間的非彈性變形,保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
2.4落實科學化的施工工藝技術(shù)
一般在施工過程中,要能具備突出的施工工藝技術(shù)保障,為減少水泥水化熱問題的影響,在施工過程中,應能積極采取分層施工的方式,利用分層澆筑的澆筑面進行科學有效的熱量散失。一般在施工過程中,要能控制上下層分層澆筑時間,不能超過混凝土的初凝時間,避免存在預應力混凝土連續(xù)箱梁整體性不足的問題。施工過程中,要能保障混凝土的供應,具備連續(xù)施工的能力,保障混凝土施工澆筑的過程順暢、合理,全面解決好水化熱的影響問題。
2.5做好混凝土的拌和及養(yǎng)護
混凝土材料的質(zhì)量是結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的根本,因此,在混凝土的拌和階段就要嚴格控制其材料的比例和質(zhì)量。在初期材料的選購上,要保證其符合國家規(guī)定的質(zhì)量要求,在拌和時,嚴格根據(jù)要求控制混合材料的比例,在攪拌時,對于攪拌的力度和速度也要滿足要求,進而從根本上保證混凝土的質(zhì)量?;炷翝仓笠龊帽匾酿B(yǎng)護,根據(jù)相關(guān)的養(yǎng)護規(guī)范及現(xiàn)場環(huán)境和氣候的影響等因素,選擇合理的養(yǎng)護方案,并保證其達到一定的養(yǎng)護期,在達到強度要求后再進行使用,進而確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。
2.6被動加固法
被動加固法主要是通過在橋梁的薄弱部位或者損害部位進行相應材料的填充,填充材料有相應強度鋼板、濕砂以及纖維布等。該加固方法目的是使加固材料和箱梁共同受力,但橋梁構(gòu)件與加固材料受力不同步,所以加固材料與梁體不能完全協(xié)同工作,橋梁運營過程中受到荷載作用時,梁體產(chǎn)生的拉應力、壓應力和剪應力對梁體本身會產(chǎn)生較大影響。所以梁體一般達不到設(shè)計規(guī)定的抗拉強度。
間接加固法是通過改變梁體的自身結(jié)構(gòu)或受力特點,使梁體產(chǎn)生內(nèi)力重分布,從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力,改善構(gòu)件的使用性能,間接起到加固補強的作用。橋梁工程中經(jīng)常用到的間接加固法有:加斜支撐法(減小因跨徑過大而產(chǎn)生的過大彎矩)、簡支梁轉(zhuǎn)連續(xù)梁法,調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)等方法。
結(jié)語
混凝土連續(xù)箱梁在裂縫問題的控制過程中,要能具備更加突出的科學措施制定和應用效果,要能做到在裂縫問題的控制過程中,具備較為突出的控制能力,以規(guī)避不良問題,科學發(fā)揮結(jié)構(gòu)體的功能作用。
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