侯明振
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摘要:在道路桥梁施工中,混凝土施工质量直接关系到道路桥梁工程的整体质量。但是,受混凝土自身特性、施工工艺、荷载作用以及外界环境等多方面因素的影响,会导致混凝土裂缝的产生,对道路桥梁的安全性构成威胁。所以,道路桥梁施工必须采取有效措施预防和减少混凝土裂缝。
关键词:混凝土;市政桥梁;工艺要点
引言
随着我国社会经济的不断发展,我国的道路运输体系逐步完善,道路桥梁建设的施工质量也越来越受到大众的关注。但是在生活中有许多因素都对施工建筑中的混凝土质量有着影响,如建筑工艺、环境、建筑材料等,都可能导致混凝土结构的损坏。因此,要大力发展混凝土技术的研究,让我国的道路桥梁施工发展得越来越好。
一、混凝土裂缝对桥梁结构的危害
在混凝土桥梁结构中,混凝土裂缝普遍存在,若不加以预防或处治,将会对桥梁造成严重危害。首先,会降低混凝土耐久性。对于桥梁结构而言,其本身是有一定的设计使用年限的,而裂缝的存在不仅会影响结构的整体外观,还会降低混凝土的抗渗性能,导致钢筋锈蚀,影响结构的耐久性,使桥梁结构难以在预定期限内发挥应有的承载作用。其次,会缩短桥梁使用寿命。作为桥梁结构常见病害,裂缝的成因是多样化的,而且危害程度也有差异,但无论何种裂缝,最终都会影响结构的使用性能,加速桥梁结构性能退化,甚至影响结构安全,使其使用年限显著缩短。
二、市政桥梁施工混凝土裂缝分析
2.1荷载引起的裂缝
作为最常见的、最常用的建筑材料,混凝土具有一定的耐久性,但在具体应用的过程中也可能受到某些外力的作用,而出现裂缝问题。市政桥梁工程建设的目的是满足交通运输需求,这就意味着桥梁工程需要承担的荷载较大,又因外力作用下的荷载会直接作用在混凝土上,使混凝土需要承受直接应力和次应力,这很可能造成混凝土变形,而一旦超出混凝土受力极限,那么就会出现裂缝现象,比如弯曲裂缝、剪切裂缝或局部应力裂缝等。
2.2温度引起的裂缝
在混凝土养护阶段,受水化热影响,混凝土内外部产生较大温差,易引起温度裂缝。温度裂缝最显著的特征是裂缝会随着温差变化而出现变化。在道路桥梁混凝土施工中,产生温度裂缝的成因如下:(1)道路桥梁混凝土局部位置受到阳光直射暴晒,导致这部分混凝土的温度高于其他部位,使混凝土内部温度呈现出非线性分布,增大局部拉应力,易产生温度裂缝[3]。(2)在施工中,突然遇到降温天气,造成混凝土表面温度快速下降,而同时内部温度下降缓慢,导致内外部温差加大,进而产生温差裂缝。(3)在低气温条件下施工,如果没有采取有效的养护保温措施,则会加大内外温差产生温度裂缝;在大体积混凝土浇筑后,即混凝土厚度超过2m,则会受到水泥水化放热的影响,产生温度裂缝。
2.3收缩因素导致混凝土裂缝
收缩裂缝是公路桥梁裂缝成因的普遍性因素,主要可以分为两类:(1)塑性收缩产生的裂缝。其常见于混凝土浇筑后的5h左右,这一阶段是混凝土中水与水泥发生化学反应,混凝土水分缺失,骨料会逐渐下沉,而此阶段混凝土质地较软,容易造成塑性收缩。骨料沉降时,钢筋作为支撑架会阻止骨料下沉,由此导致混凝土带有钢筋的部分发生裂缝,而且裂缝会随钢筋部分的伸展方向而发生延伸。(2)干性收缩。混凝土是桥梁结构稳定性的关键材料,其硬化后表面水分逐渐蒸发,随之而来的是体积缩小,但由于混凝土表面与内部水分蒸发速度存在一定差距,会导致收缩不协调的情况发生,使混凝土表面需要承受一定的拉力,当拉力超过混凝土的抗拉性能极限,就会出现干缩裂缝。
三、市政桥梁混凝土裂缝的防治措施
3.1优化市政桥梁工程施工设计
出于规避混凝土裂缝问题的考虑,应从施工设计阶段就加以控制,如此不仅能够有效控制造成混凝土裂缝的原因,还能最大限度地做好预防。为此,优化市政桥梁工程施工设计,应根据施工要求合理计算桥梁结构的相关数据,尽可能避免漏算、计算模型选用不合理等现象发生,以便依据桥梁结构来具体设计混凝土施工工序、施工流程等方面,尽可能地保证混凝土施工合理的、规范的、标准化的展开,规避引起混凝土裂缝的原因;根据桥梁工程建设相关规范要求及需要承受的最大荷载,进而合理设计桥梁内部钢筋的布局,以此来保证所设计荷载的安全系数能够满足市政桥梁工程使用状态下承受的最大荷载,避免混凝土结构承受力小于实际荷载而出现裂缝现象。
3.2控制混凝土浇筑质量
在混凝土浇筑时要采用分层浇筑,浇筑后振捣密实,减少塑性裂缝产生;在大体积混凝土施工中结合工程实际情况,采用薄层连续浇筑的施工工艺,提高混凝土内部散热速度,减少温度裂缝的发生。(2)混凝土浇筑后进行振捣,采用插入式振捣器,根据振捣器的作业半径控制移动间距,一般不超过作用半径的1.5倍;振捣时必须做到均匀,直到混凝土表面无气泡产生时再停止振捣,不得出现漏振、过振等问题,避免混凝土产生离析现象。(3)为提高混凝土的抗裂性,应在配筋中采用小直径钢筋,适当缩小钢筋之间的距离,全截面构造的钢筋混凝土配筋率应控制在0.3%~0.5%。(4)在混凝土浇筑之后,利用探测设备进行混凝土结构检测。
3.3使用流程化管理方法
流程管理方法有三种类型:操作性工作流程质量管理措施、可验证工作流程管理方法和流程工作质量管理措施。由针对施工环节复杂、施工工艺难度大、工期长的特点,采取可操作的质量管理措施要避免施工困难带来的不利影响,试验工作流程可以使施工过程更加科学合理,持续实施动态循环,简化管理流程和模式,优化质量管理过程。过程的方法要求施工单位根据已建立的管理制度,制定有效的管理制度,制定施工过程的具体程序,确保施工过程的有序进行。基础过程工作流程质量管理模式的应用是必要的,要制定明确的责任制,使员工了解工作流程质量管理模式的重要性。
严格进行混凝土施工后期养护的控制
通过对大量公路桥梁工程项目实际情况和裂缝问题产生原因的分析发现,混凝土的高养护水平能够有效避免混凝土裂缝的产生,因此,在公路桥梁混凝土施工中必须注意混凝土的养护。(1)注意防止混凝土内部与外部温度的温差控制,防止表面温度出现梯度变化。(2)浇筑过程中应采取有效措施进行浇筑温度的控制,是浇筑温度高于混凝土使用期间稳定温度。(3)冬季施工时要采用草帘或塑料薄膜进行混凝土覆盖,确保混凝土表面温度与内部温度的平衡,必要时采取蒸汽养护方式[7]。此外,设计师在进行公路桥梁结构设计优化时必须注意结合混凝土材料特性,应能够以混凝土实际特性和相关计算数据为基础进行结构设计和整体改进,防止因结构设计超出混凝土材料承载和刚性标准而导致发生裂缝,影响工程混凝土施工质量。
结束语:
综上所述,道路桥梁工程具有复杂性,在设计、施工、维护等阶段均可能产生混凝土裂缝,且裂缝成因各不相同。通过研究裂缝成因可发现,桥梁结构裂缝是可预防的,但无法做到彻底避免,为此,施工人员需根据实际施工情况选择合适的裂缝修补加固方法,进而确保桥梁的安全使用,进一步延长桥梁的使用寿命。
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