李世军
广西建工集团控股有限公司 广西南宁 530031
摘要:近年来,桥梁施工技术取得了很大的发展。很多先进的桥梁施工技术不断被应用到桥梁施工环节,极大地促进了公路、铁路行业的快速发展。但是很多桥梁在使用过程中会出现各种裂缝,影响裂缝原因有很多,文章就裂缝产生的原因以及相关预防措施进行了探讨,以期更好地提高道路桥梁的施工质量。
关键词:道路桥梁;裂缝成因;预防措施
引言
不管是哪种类型的道路桥梁,在道路局部位置产生裂缝时都具有十分敏感的特点。无论是前期材料的把控不到位,还是后期施工时存在规范性问题,都会导致整个道路工程容易产生安全隐患。轻则出现裂缝问题,影响道路的正常使用,重则导致交通安全事故,造成人员伤亡。因此,对于裂缝的成因分析以及对裂缝问题的解决,对于维持整个交通体系的安全系数来说至关重要。也能够通过控制裂缝问题,改善道路桥梁的状态,把控整体的工程施工质量,来改善道路桥梁行业的发展现状,推动交通行业的发展。
1 道路桥梁施工中裂缝的种类
1.1 结构性受力产生裂缝
结构性受力通常指的是道路桥梁在受到外部因素影响,超过其自身所能承受的最大极限承载力,而造成结构发生改变的现象。在道路桥梁施工过程当中,由于结构性受力因素而造成的裂缝问题时有发生。负荷裂缝是结构性受力产生裂缝的主要方式,在施工建造时,钢筋混凝土构件的承载力不足,最终导致在受到外部压力时产生负荷裂缝,影响道路的整体结构。而随着道路的裂缝不断受力,会逐渐沿着混凝土构件宽度的方向不断的延伸,使得裂缝问题越来越严重,导致整个裂纹成为道路使用的巨大障碍。因此,必须进行妥善的处理,从前期进行预防,到后期进行修补,避免其影响道路的投入使用和道路的安全性能。
1.2 非结构性受力产生裂缝
非结构性受力产生的裂缝主要是指在道路桥梁施工过程当中,道路内部的性状变化而产生裂纹的情况。通常是因自身的应力变化而造成的裂缝情况。通过非结构性受力产生温度裂纹、收缩裂纹、不均匀沉降裂纹等等,会使得混凝土构件局部因热胀冷缩造成温度的变化,最终由道路桥梁内部的变化而产生裂缝,影响道路的整体质量。
2道路桥梁施工中出现裂缝的影响
道路桥梁在工程施工过程中,多数使用钢筋混凝土进行内部结构建设,工程建设工艺比较成熟,这样不仅能保证道路桥梁内部结构的安全性,在很大程度上也保证了道路桥梁建筑工程的建设进度,道路桥梁工程建设成本也得到了合理的控制。但是,随着工程建设项目不断增加,对于钢筋混凝土的使用也越来越多,在工程建筑结构上在道路桥梁工程中因混凝土的应用也产生了不少质量问题,其中道路桥梁工程建设裂缝现象较为严重,这一现象严重威胁了道路桥梁的质量问题。从实际情况出发,道路桥梁裂缝的出现直接影响了桥梁工程质量,使道路桥梁运输不能正常使用,混凝土质量不过关对于桥梁质量的危害主要体现为导致桥梁内部结构出现裂缝现象,大幅降低了道路桥梁工程的安全性,虽然桥梁内部结构裂缝不严重,但是在恶劣天气等外界因素影响下,雨水会加剧桥梁裂缝速度,与此同时,桥梁很容易发生钢筋外漏的现象,这会导致道路桥梁的安全性降低,严重时会导致桥梁无法正常使用。桥梁大面积裂缝问题严重,更会导致桥梁出现坍塌现象,使桥梁不能正常运输,严重影响人民群众正常通行和出行安全。
3 道路桥梁施工中的裂缝成因
在道路桥梁工程施工中,如产生混凝土施工裂缝问题,往往会致使道路桥梁发生渗漏现象。而随着渗透的发生,水流会随之渗入道路桥梁混凝土内部,对混凝土形成水解破坏,使混凝土结构发生改变。对于已经产生的裂缝来说,受压力水作用影响,裂缝会进一步扩大与发展,威胁道路桥梁并发生断裂。另外,在混凝土裂缝存在的情况下,空气中的二氧化碳极易在混凝土内部结构形成渗透,使水泥等产生化学反应,形成碳酸钙,即混凝土碳化现象。而这一现象会对钢筋纯化膜产生破坏,使混凝土的碱度有所降低,如空气与水同时渗入混凝土内部结构,则会使钢筋产生锈蚀,使道路桥梁承载力有所降低。此外,混凝土裂缝问题还会使混凝土对钢筋的保护作用受到削弱,导致混凝土裂缝不断扩展,给道路桥梁带来更大危害。混凝土裂缝的发生,主要与道路桥梁工程设计、材料使用及施工等有关。
3.1设计方面成因
对于钢筋混凝土结构设计来说,部分情况同现场荷载状态存在明显差异,特别在温度过高时,在阴角位置容易发生收缩变形,从而导致斜裂缝。如未通过加强筋加以完善,常规配筋,会导致该处发生裂缝。如温度过高,混凝土桥面板会发生收缩变形,拉应力也会导致不同程度裂缝。
在梁高明显超出板厚情况下,温度变化也会带来截面变化。如梁较高时,受温度的影响较小,会使梁与板两者间变形出现明显区别,在各种温度应力影响下,会导致板内拉应力;另外,板在表面积上更大,在混凝土干缩时间上较短,这种不同的变形程度,也会使桥面板被收缩应力影响。因桥面板在竖向约束上明显超出其边界约束,因此发生收缩情况下,会导致不同程度的裂缝发生。
3.2材料方面成因
混凝土由多种材料组成,如水泥、骨料与外加剂、掺合料,如这些组成原料在质量上难以达标,均会导致混凝土裂缝问题的发生。如骨料质量不合格。会给混凝土强度带来影响,促使混凝土搅拌时在需水量上发生增加或减少,使混凝土收缩性受到破坏,导致混凝土结构裂缝的发生。同时,外加剂和掺合料如类别或质量出现问题,可能会与搅拌水或骨料形成化学反应,导致道路桥梁施工中混凝土发生裂缝问题。
3.3施工方面成因
当预埋管道直径偏低时,混凝土在垂直收缩与管道方向上会产生差异,从而使裂缝发生概率有所降低;但当预埋管道直径偏高时,会导致管道、线路与混凝土收缩方向出现90°角,继而提高裂缝发生率。
另外在施工过程中,如养护过程在操作上偏离要求,也会导致混凝土开裂现象的发生。非正常养护会给其胶结性形成影响,导致水分快速蒸发,使混凝土过早形成收缩,使其强度被极大降低,预期的荷载能力将较难达到,发生开裂问题。
此外,混凝土自身的热胀冷缩性,使其受外部温度环境影响较大,随着外部温度的变化,会导致混凝土内部结构的变形,在混凝土内部结构影响下,导致混凝土内部结构应力的产生,在应力作用大于混凝土在应力方面承受范围时即会导致裂缝的出现。混凝土裂缝大小受温度变化影响,会表现出热细冷宽特点。
4 道路桥梁施工中的预防措施
4.1设计成因防治措施
对一般设计方法加以采用时,容易导致混凝土桥面板附近出现裂缝问题,对于该问题,可于混凝土桥面板转角对钢筋进行设置。如在桥梁所有的阳角位置对双层双向钢筋加以提供,处在不同方向的钢筋即可形成合力,依托合力可使斜裂缝的出现得到预防。约束力同分缝间距存在较为明显的关联。为对收缩程度进行控制,规避温度裂缝的发生,使约束力产生的影响有所减少,可通过变形缝对桥梁进行切割,使其成为一个个小变形单位,以此来控制温度裂缝的发生。
当桥面双向板对分离法配筋加以采用时,对于无负筋处需实施配筋,促进双向钢筋网的形成,其中双层双向配筋为最有效方法。针对长度超过40m的道路桥梁,对于桥梁中部应尽可能地对后浇带进行设置,促进混凝土温度应力进一步减小。除此之外,为对混凝土层面板同桥面板位置处产生的裂缝进行控制,可在混凝土中加入对抗裂剂HEA及UEA等,促进其抗拉性能的提升。
4.2材料成因防治措施
针对材料原因所导致的混凝土裂缝问题,需对混凝土原材料质量给予严格控制。只有使混凝土在原材料及组成材料方面的质量得到较好控制,才能使预算荷载要求与标准得以较好实现。对混凝土实施搅拌过程中,需对搅拌的顺序及配备严格加以遵循,在合理的配备与搅拌下,才可使混凝土质量满足标准,特别在水量控制上,尤其属于重中之重,对于混凝土体积的变形来说,水量的多少具有重要影响,适中的水量能够促使混凝土抗裂性能得到很大提升。基于标准要求对水灰比进行设置,能够对混凝土收缩进行有效控制,预防严重变形的发生。
4.3施工成因防治措施
为使道路桥梁工程完工后在混凝土开裂问题上有所减少,施工中需注意对于预埋管线直径确定需小于板厚的1/3,当管线偏粗时,应在桥面板PVC电线套管的上部与下部位置对钢丝网片进行设置,在间距上可确定为200mm,从而使钢筋实现明显补强。
对混凝土进行浇筑后,为确保其更加稳固,可使用蓄水养护法,将其放在相对潮湿处,静待48h。如浇筑面积上偏大,应对合适的养护剂加以选择,确保其得到合理养护。在道路桥梁工程施工中,对于混凝土的施工应严格加以监测,监测内容不仅涵盖其制作标准与过程,还需涵盖其制作质量;同时应对混凝土相关变形数据与收缩数据密切监测并分析,对于发现的问题需及时加以解决;如已经产生裂缝,需对裂缝数据及其原因仔细加以调查,确定裂缝产生原因后对相应措施加以采取,使裂缝得到及时修补,最大化地降低隐患威胁性。
在道路桥梁施工中,为避免温度变化而导致的混凝土裂缝问题,需在施工过程中对温度变化进行严格监测。对混凝土进行搅拌时,需对水的添加量密切注意,该举措可使混凝土温度有所降低,特别当气温较高时,需对混凝土温度进行严格控制。如当天气气温较高时,在浇筑混凝土过程中,其厚度不应过厚,以免阻碍混凝土的散热。当温度较高时,需及时采取浇水措施,当温度较低时,可采取保温措施,促进混凝土抗裂性的增加,从而使混凝土裂缝的发生率有所减少。
4.4 大体积混凝土施工控制
在进行大体积混凝土的浇筑施工时,应选择在阴天进行,并将混凝土入模温度控制在24℃左右。混凝土浇筑要分层进行,每层厚度应控制在400~500mm之间。浇筑混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过2.5h。由于大体积混凝土的坍落度相对较大,表面钢筋下部可能会有水分产生,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝,因此在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。在完成大体积混凝土的浇筑后,施工单位可以采取冷却管循环水降温控制措施。降温时可以用水泵抽水,合理控制冷却管进水口压力,且进出水管温差应控制在5~10℃之间。每次降温前,施工人员应首先测试孔内温度。如果混凝土循环管口内的水温与环境温度差达到25℃时以上,应及时进行循环水降温。在注水降温过程中,应每隔4h监测一次温度。循环水降温时间一般不超过20min。连续8h在循环水降温前检测进或出水孔口内的水温与环境温差不超过25℃,且温度有下降趋势时,可停止循环水降温。浇筑完成后,应根据环境温度以及湿度采取相应的保温保湿措施,且养护时间应达到14d以上。
5结束语
综上所述,道路桥梁裂缝产生的原因有很多,其中涉及施工技术以及材料因素。为了更好地预防裂缝地产生,需要从施工材料、施工技术以及施工工艺角度出发,制定最佳的设计和施工方案,从而保障建筑项目混凝土的各项性能能够达到我国的相关标准,更好地提高桥梁的使用年限。
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