桥梁施工裂缝成因及防控措施探究

发表时间:2018/1/24   来源:《防护工程》2017年第26期   作者:宁晓毅1 张 磊2
[导读] 桥梁技术在近年来发展非常迅速,其理论技术已达到了较高的水准,然而在实际施工过程中。

摘要:桥梁技术在近年来发展非常迅速,其理论技术已达到了较高的水准,然而在实际施工过程中,工程质量受到诸多外界环境的影响,大部分桥梁出现了较为严重的裂缝,由于裂缝原因,往往会造成严重的交通事故。为了有效避免桥梁施工中出现裂缝,技术人员必须深入研究其发生的原因和内在因素并采取有效的防控措施。
关键词:桥梁工程;施工裂缝;成因分析;防控措施

 
        1桥梁工程施工裂缝的成因分析
        1.1设计方面
        (1)在钢筋混凝土结构设计中,部分情况与现场荷载状态有着明显差异,尤其时温度过高的环境,其阴角位置会出现收缩变形,通常会伴随斜裂缝。因此,如果未采用加强筋进行完善,仅仅按照软件分析的结果配筋,那么此处必将出现裂缝。(2)若降低含钢量,一般根据塑性原理完成相应的运算。当温度过高时,混凝土桥面板收缩变形,将出现拉应力,同时会根据拉应力大小带来不同程度的裂缝。所以,桥梁架构中包含桥面板时,温度应力明显,应当基于弹性原理来完成运算。(3)当梁高明显超过板厚时,在温度变化的同时,截面也会随之变化,因为梁较高,所以受温度的作用较小,导致梁与板之间的变形有着明显的区别,受各种温度应力的作用,板内会出现拉应力;不仅如此,因为两者的表面积相比,板更大,混凝土干缩时间较短,而变形的快慢程度不同,同样会让板面临缩应力的作用。由于桥面板的竖向强约束明显超过其边界约束,所以出现收缩现象时,会带来不同程度的裂缝。
        1.2材料方面
        (l)施工过程中,需要通过水泥的粘黏性使混凝土更加稳固,而前者凝固期间会出现变形,因此,当水泥量增加时,混凝土必定会出现更严重的变形。这与水泥的特性有着直接关系,造成水泥越多的混凝土经常出现裂缝,通常来讲,这类混凝土强度大,收缩性十分明显。(2)粗、细骨料对比可知,后者的收缩性尤为突出,因此不利于混凝土强度的保护。(3)水泥活性较高,造成混凝土收缩性明显,会引起裂缝。(4)混凝土塌落常常会造成混凝土强度降低,此时更易产生裂缝。
        1.3施工方面
        (l)如果预埋管道直径偏低,混凝土收缩垂直水平与管道两者的方向出现差异,可以降低裂缝出现的几率,相反,则会让管道、线路和混凝土收缩方向呈90°角,那么裂缝出现的几率必然大幅提升。(2)养护过程操作不善、遗留安全问题时,混凝土可能会出现开裂现象,非正常养护对其胶结性也会带来影响,同时会导致水分快速蒸发,因而会导致混凝土过早产生收缩,极大降低其强度,难以实现设计预期的荷载能力,进而产生开裂。
        1.4收缩引起的裂缝
        塑性收缩。塑性收缩一般在混凝土浇筑完成后大概5 h左右会发生,这主要是由于此时混凝土水化反应相对强烈,同一时间其分子链也形成,再加上混凝土的水分蒸发,进而导致出现塑形收缩。通常塑形收缩出现的量级能达到1%左右。


假如骨料下沉时遇到钢筋,就会在结构表面产生沿着钢筋方向的裂缝。缩水收缩。混凝土硬化后,表层水分蒸发得很快,与此同时混凝土结构的湿度还在下降,这样的综合结果就是混凝土体积变小。因混凝土硬化时,结构表层水分损失比较严重,但是混凝土结构内部的水分损失却比较小,这就使得结构表面收缩力比内部收缩力大,也就是出现了整体结构的不均匀状态。还有一部分原因是硬化中,结构表面收缩形变受到结构内部约束力的影响,导致表层承受拉应力,此时如果超过其抗拉强度,就会产生收缩裂缝。通常情况下,混凝土结构硬化以后是以缩水收缩为主的,比如配筋率超过3%的构件,一般对结构收缩的约束力很大,进而造成结构表面易出现裂纹。收缩裂缝都属于表面裂缝,龟裂状纵横分布,而且这些裂缝的宽度和深度都比较小。
        2桥梁工程施工裂缝的防控措施
        2.1填充法
        这一方法需要根据裂缝来开凿沟槽,大多成U形或V型,随后将修补材料置入沟槽中,从而达到结构修复的目的,使得桥梁的耐久性、防水性与整体性符合要求。这种方法多用于0.3mm以上宽度的裂缝,操作简单,且成本低。一般来说,0.3mm以下宽度的裂缝、有填充物的裂缝、无法进行灌浆修复的裂缝都可以采用这一办法。值得注意的是,这种方法下凿槽的宽度应控制在10mm以上,深度应高于15mm。在修复活动性裂缝时,宽度与深度应进一步加大。具体选择的材料应依据修补目的而选择,通常运用改性环氧修补胶或带有延伸性能的弹性树脂砂浆。
        2.2灌浆法
        这一方法也被叫做注浆法,指的是在既定时间里,借助一定压力使得那些粘度不高的胶粘剂或防水剂能够被灌注到位,实现修复目的,使得桥梁结构的耐久性、整体性与防水性达到要求。这种方法往往适用于那些0.3mm以上宽度、深度较大的裂缝,特别是那些受力裂缝。选择材料时应依据修补的目的而进行,当桥梁对耐久性和承载力有很高要求时,应选择那些强度与粘结性都非常好的合成树脂材料;也可以运用水泥浆来修复那些宽度很大的裂缝。那些活动性裂缝所选择的材料除了弹性材料外,还应再贴一层纤维布。根据材料不同,这一办法可以具体分为水泥灌浆与化学灌浆两种,前者主要用于修复厚混凝土墙、大体积水坝等出现的裂缝。其借助压力来使得水泥砂浆与硅酸盐水能够进行裂缝内,并加以密封,最终达到修复目的。后者主要通过丙烯酰胺聚合物和水的反应来实现修复目的。具体操作环节如下:对裂缝进行清洁处理、确定好灌浆位置、封闭裂缝、底座安设与安置灌浆设备、灌浆操作、清理封风胶。对于普通的楼板裂缝可以运用清水进行冲洗,在运用1:2或1:1水泥砂浆灌模,随后压平。如果裂缝大,先凿出凹槽,清理后采用1:2水泥砂浆或环氧树脂胶泥抹平。对于那些楼板底部位置的裂缝可以在清理后,运用低粘度改性环氧树脂进行涂抹,宽度应保持在100mm左右,干燥后应加以封闭,并借助高强度复合增强纤维布条进行加固。
        2.3提高施工质量加强后期养护
        合理的施工方式能够降低混凝土内外部分的温度差,降低混凝土建筑产生裂缝的现象。混凝土的浇筑方法很大程度上影响混凝土结构。推移式连续浇筑混凝土方法能够有效地减小混凝土建筑裂缝的产生。浇筑过程中减少间隔时间,层间最长时问不能超过混凝土的初凝时间。利用新的建筑技术,加强改善混凝土强度,提高混凝土抗压能力,能够有效地减少混凝土裂缝的产生。规范施工方式也能够减少混凝土裂缝的产生。在施工初期,对于混凝土的配比、浇筑方式和时间等都有精确的计划和施工步骤。严格按照计划施工,对于施工过程涉及的问题要及时认真地解决。后期混凝土的养护工作,很大程度上减少了混凝土裂缝的产生。过于干燥的环境容易使混凝土结构由于表面干缩产生裂缝,可以用扫水车洒水方式进行养护,使混凝土处于湿润状态中。
        结束语:
        总而言之,混凝土施工裂缝是桥梁工程中的重点和难点,只有充分做好各个方面的成因分析,并有针对性的进行相关的防控措施,才能最终保证桥梁工程的施工质量。
参考文献:
[1]熊兴业.客运专线桥梁梁部大体积混凝土温度裂缝控制[J].交通世界(建养.机械),2010(07).
[2]混凝土质量专业委员会.高强与高性能混凝土专业委员会.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].北京:化学工业出版社.2004
[3]孟磊.遂渝线东阳2号大桥现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制[J].科技信息,2011(03).[4]张湧.刘斌.贺拴海.白剑.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[J].长安大学学报(自然科学版),2006(03).

 

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