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摘要:现代城市化建设推动下,我国交通运输需求不断增长,道路桥梁施工项目数量持续增长,整体规模不断扩大。道路桥梁工程项目质量直接关系到交通通行安全,必须予以高度重视。但目前在道路桥梁施工过程中,混凝土裂缝问题很容易出现,导致工程质量严重降低,缩短道路桥梁的使用年限。针对这种情况,要切实规范道路桥梁的混凝土施工过程,预防裂缝问题的出现。因此,工作人员要结合道路桥梁实际情况,科学设计混凝土施工方案,严格控制各个环节的施工过程,保证混凝土施工质量,促使裂缝等质量问题的发生几率得到降低。
关键词:道路桥梁;混凝土;裂缝控制
引言
新时期背景下,随着我国道路桥梁工程项目规模的不断扩大,施工质量问题也逐渐增多,其已经成为阻碍工程良性发展的客观因素。道路桥梁工程质量问题主要是混凝土结构裂缝问题,不仅会对道路桥梁结构的稳定性造成影响,还会影响道路桥梁的使用寿命。因此,在实践阶段需要对裂缝问题进行全面的分析,从而科学地解决裂缝问题。
1道路桥梁施工中混凝土裂缝带来的危害
从当前道路桥梁施工中混凝土施工的实际情况和很多出现质量问题的项目分析来看,道路桥梁施工中混凝土裂缝带来的危害主要包含两方面:(1)道路桥梁工程混凝土裂缝会导致桥梁路面与内部结构受到严重的影响,裂缝的出现会使结构稳定、部分位置荷载应力下降,并由此使得桥梁稳定性降低,在荷载应力和沿裂缝渗入的水的压力作用下,导致桥梁内部结构与路面裂缝不断扩宽或加深,不但会造成路面塌陷、凸凹不平,也会对桥梁整体结构安全性带来严重的威胁,例如某地区公路跨水桥梁由于混凝土裂缝而导致桥梁发生坍塌,致车辆坠入桥下,造成2车损毁、多人受伤的事件。(2)道路桥梁施工混凝土裂缝会引起空气与二氧化碳进入混凝桥梁土内部,造成混凝土碳化,水与空气中的二氧化碳发生反应后会导致桥梁框架结构中的钢筋等金属材料发生氧化锈蚀,从而破坏混凝土建筑材料强度与刚性,致使桥梁结构框架使用寿命的缩短,其位置的特殊性也为桥梁工程维护工作带来很大难度,维护成本较高,也严重威胁道路桥梁安全性。
2道路桥梁混凝土裂缝的出现原因
2.1 常见道路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.1.1工程设计方面的因素影响
道路桥梁施工过程中,混凝土裂缝的产生与设计方案有着很大的关系,一方面,如果设计方案存在不合理或出现问题,会对施工阶段造成错误性的指导,并导致其出现混凝土裂缝问题,影响工程质量,另一方面,如果在设计时没有进行施工现场的仔细勘察,或勘察数据与施工现场实际存在一定的出入,也必然会使得设计方案存在缺陷,主要表现在设计方案中整体机构的布置存在不合理,增大了混凝土产生裂缝或其他施工部分出现问题的概率。另外,设计方案的缺陷也存在于力学计算分析不准确的问题,如果整体桥梁功臣该项目结构体系不平衡,就会导致混凝土部分因应力失衡而最终出现裂缝。
2.1.2 收缩因素导致混凝土裂缝
收缩裂缝是道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。
2.1.3 荷载因素导致混凝土裂缝
荷载裂缝主要是由于定荷载、动荷载和次应力作用导致的裂缝。可分为次应力和直接应力引起的裂缝。次应力裂缝是由荷载作用下产生的次应力导致的,荷载作用下,混凝土结构实际状态与常规计算结果不符,致使某部位产生次应力而使得混凝土结构出现裂缝。直接应力则是由于荷载作用下产生直接应力造成裂缝,一方面是由于计算模型不准确,另一方面是由于设计断面或结构刚度不足、施工不规范、结构受力模式被随意更改人导致发生裂缝。
2.2 新时期道路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.2.1 新型材料应用导致混凝土材料裂缝
目前,很多建筑领域都开始应用新型环保材料进行混凝土制备会替换,这些新材料的特性与施工技术往往与传统混凝土施工存在一定差异性,一旦计算模型与新型混凝土材料不符则容易导致混凝土出现裂缝。如应力计算不准确、结构刚性与新混凝土材料不适应等都容易发生局部产生裂缝。
2.2.2 新型结构设计导致混凝土材料裂缝
随着道路桥梁工程项目增多,部分地区施工环境极为复杂,而结构设计需要依据实际施工环境、施工条件、地质情况进行精细设计和优化调整,如果设计结构与当地气候条件、地质条件不相适应,如一些涉水环境、坡度条件、山体地质条件等,都容易因结构设计不平衡或不稳定而导致局部应力不均,超出混凝土抗拉性能或荷载应力最大值而导致裂缝的产生。
3道路桥梁混凝土裂缝控制技术
3.1 严格进行道路桥梁设计方案的优化
为实现道路桥梁施工中混凝土裂缝的有效控制,首先必须从设计环节入手,避免因设计方案不合理而形成更为严重的威胁,确保其能够为后续施工建设带来更为理想的指导和约束效果。在设计方案的优化过程中,必须重点分析常见的问题和缺陷,尤其要注意对各种影响因素的分析,应保证方案具备较高的可行性。还需要全面考虑施工现场要求与设计方案的一致性,结合现场勘查结果的数据进行相关参数的设计,防止设计方案因随意处理形成明显的错误,从而产生质量隐患。
另外,应确保设计方案数据参数的准确性,尤其要注意相关力学的数据计算,仔细对各项参数进行核对后方可进行设计优化,要重视整个道路桥梁工程项目的结构是否稳定,对于可能出现的倾斜或塌陷或结构应力等多方面的优化和完善。对外来材料严格按规范要求验收入库,并按程序文件要求做好材料现场存放管理,对不合格的原材料一律不予接收。配备专业的、责任心强的专人负责此项工作,并建立一套完善的原材料采购制度,把好材料质量关。
3.2沉陷裂缝
(1)避免在松软土或填土上制作构件,如确实需要,必须经夯实处理后再浇筑;(2)保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,并使地基受力均匀;(3)防止混凝土浇灌过程中模板和地基被水浸泡。
3.3控制温度裂缝的措施
(1)主要控制混凝土内外温差、表面与外界温差,防止混凝土表面急剧冷却,采用混凝土表面保温措施或蓄水养护措施;(2)加强混凝土养护,严格控制混凝土升降温速度,使混凝土表面温差小于8-10℃。(3)主要从采取控制混凝土浇灌温度、温升、减少温差:改进施工操作工艺,改善结构约束条件等方面入手来削减温度应力;(4)改善骨料级配,如特大体积基础混凝土可掺加15%块石;混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂等减少水泥用量,减少水化热。
3.4干缩裂缝的预防措施:
(1)严格控制水灰比及水泥用量,用较大的砂率和级配良好的石料。(2)避免混凝土自身与外界温度相差过大,浇筑后及时覆盖,保持混凝土表面潮湿。(3)设置风挡;气温高,干燥或风速大的气候下施工,及早洒水养护。(4)浇筑前,将基层和模板充分用水湿润。
3.5合理设计荷载
实施设计工序之前,工作人员要深入开展实地考察工作,对工程周围环境、地段情况等全面了解,之后合理设计荷载。在道路桥梁施工过程中,施工人员要将机械、材料所造成的荷载影响纳入考虑范围,避免放置的材料、机械等荷载超出混凝土承受范围,降低混凝土裂缝的出现几率。同时,要对钢筋质量严格控制,科学检测投入施工中的钢筋材料,及时发现、清退质量不过关的钢筋。一旦有裂缝出现于混凝土工程中,要及时开展修复工作,避免腐蚀到混凝土内部钢筋。
3.6重视养护作业
就现阶段而言,洒水养护是混凝土养护的主要技术类型。本种养护方法将物理降温原理利用起来,通过在高温天气下向混凝土洒水,可促使混凝土表面温度得到控制,裂缝出现几率得到降低。通常情况下,洒水间隔需保持在 3 小时以内,且控制洒水的均匀性,保证能够完全浸润混凝土。如果外界温度较高,需适当缩短洒水间隔。总之,在养护作业中,工作人员要综合考虑环境条件因素,制定科学的养护计划,提升养护作业效果。
4道路桥梁混凝土裂缝技术处理工作
在道路桥梁工程混凝土裂缝控制阶段,对于不同类型、规格的混凝土处理方式也是不一样的,以下对常见的道路桥梁混凝土裂缝处理技术进行分析。
4.1表面处理法
表面处理方式是道路桥梁混凝土裂缝常用的处理方式之一,该技术应用主要在混凝土裂缝表面通过树脂胶涂刷修复裂缝问题。在施工前需要采用钢丝刷清洁混凝土裂缝表面,将附着物处理且风干裂缝结构位置后,采用油灰状树脂在裂缝位置均匀涂刷,让油灰状树脂能够渗透到裂缝缝隙中,当裂缝缝隙填满后待油灰状树脂风干后,采用刮板对处理位置进行铲平,减少裂缝问题出现。
4.2填充法
填充法主要适用于裂缝宽度≥ 0.3mm 的裂缝。在裂缝位置处采用切割机加深裂缝的深度,切割出≥ 20mm 的“V”型沟槽;然后采用高压喷枪冲洗裂缝位置,将裂缝中的杂物清理干净;将灌浆嘴埋设到裂缝处进行灌浆处理,灌浆速度达到裂缝位置 2/3 时采用胶体进行密封,当胶体注射完成后要采用高密度混凝土对表面密封;最后进入养护环节以及质量检验环节。在裂缝修补完毕后,需要检测补强质量与效果,针对裂缝修补不严格或是裂缝闭合不完全位置,则需要进行二次补修。
4.3混凝土置换法
混凝土置换法是一种有效的裂缝处理技术。首先对混凝土裂缝位置处进行铣刨、剔除,然后将拌和好的混凝土材料浇筑到处理区域中,混凝土置换材料可以选择砂浆、聚合物、水泥浆液以及改性聚合物等材料。
结束语
综上所述,混凝土施工会对道路桥梁工程整体质量产生直接影响,需引起充分的重视。在混凝土施工过程中,作业人员要明确各个环节的质量要求,规范开展施工活动,避免任何一个环节出现施工问题。同时,要结合混凝土裂缝的出现原因,提前采取针对性的预防控制技术,降低混凝土裂缝发生几率,切实提高道路桥梁工程的混凝土施工质量。
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