桥梁工程大体积混凝土裂缝成因分析及控制措施

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第10期   作者:李彤
[导读] 现代城市化建设推动下,我国交通运输需求不断增长,桥梁施工项目数量持续增长,整体规模不断扩大。
        李彤
        中化学交通建设集团建筑工程有限公司    安徽省合肥市230000
        摘要:现代城市化建设推动下,我国交通运输需求不断增长,桥梁施工项目数量持续增长,整体规模不断扩大。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。混凝土是桥梁工程项目施工当中重要的施工材料,其具有较好的坚固性和较高的耐压性,使其已经成为现代桥梁工程施工所不可或缺的主要施工材料,但在实际的施工中,受到多种因素的影响而发生裂缝问题,如混凝土内外温度变化、定荷载、动荷载、次应力作用影响,也包括新施工技术、施工材料、桥梁结构设计等,如果不注重对混凝土裂缝的有效控制,必然会威胁桥梁工程项施工质量和使用寿命。
        关键词:桥梁施工;混凝土施工;裂缝成因;控制措施
中图分类号:U445
文献标识码:A
引言
        新时期背景下,随着我国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。桥梁工程质量问题主要是混凝土结构裂缝问题,不仅会对桥梁结构的稳定性造成影响,还会影响桥梁的使用寿命。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桥梁施工中混凝土裂缝成因分析
        1.1工程设计方面的因素影响
        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,如果整体桥梁工程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。
        1.2载荷原因
        (1)在桥梁工程中,由于单层钢筋混凝土主体结构本身受力变形、不同部位受力不同、设计不合理、受力不平衡等原因,易引起桥梁梁体扭曲或承重过大,以及混凝土抗裂性差等问题,而引起桥梁单层裂缝。(2)由于钢筋混凝土主体结构过度受力而引起的混凝土裂缝。其主要原因是设计过程中实际计算的间接应力模型不合理,而实际设计的钢筋混凝土单层桥梁主体结构次间受力与实际设计不一致;(3)桥梁本身承载能力有限,在不同结构及不同部位内部产生的应力相互作用存在不协调性问题。对间接受力条件下混凝土主体结构的间接应力的计算,可能与实际设计荷载有一定差距,需要结合实际力学模型进行分析,并考虑多种影响因素。
        1.3温度差异
        (1)内部温度裂缝。混凝土在硬化过程中会释放出大量的水化热,混凝土内部温度会急剧上升。当混凝土内部温度过大时,表面结构会出现拉应力,会破坏混凝土内部结构强度,导致裂缝问题产生。同时,混凝土内部发生化学反应会释放出大量的热量,内部温度过高而外界温度过低,极易出现裂缝。(2)外部温度裂缝。混凝土表面拉应力易受到气温降低带来的影响,当表面应力过大时,混凝土结构就会出现裂缝。另外,混凝土内部温度变化是一个持续过程,若外部温度持续下降到一定数值,内部结构温度与外部结构温度差异性过大就会出现温度裂缝。
2防治桥梁混凝土裂缝的有效方式
        2.1加强温度控制
        有效控制温度,保证混凝土施工良好进行,防止裂缝问题,需要从以下两方面着手。(1)控制混凝土浇筑温度。

也就是在混凝土搅拌作业过程中,用水对碎石予以冷却处理,以此来调整混凝土内外部温度,避免混凝土因温度差作用而出现裂缝现象。混凝土浇筑作业应重视室外温度影响情况,如若是在炎热的夏季进行施工,那么最好在夜晚进行混凝土浇筑,并且合理控制浇筑厚度,尽量保证混凝土浇筑内外温度基本一致,避免混凝土因温度过高或温度过低而诱发裂缝问题。(2)合理选用施工工艺。混凝土浇筑后其表面非常脆弱,如若不对表面予以二次压光处理,那么很可能出现混凝土表面裂缝。所以施工人员要根据施工要求,规范化、合理化地进行混凝土表面二次压光施工作业,以此来保证混凝土施工质量良好。另外,大面积混凝土浇筑施工,还可能出现混凝土表面高度相差甚多,进而诱发混凝土裂缝。所以施工人员要采取适合的保护措施对浇筑后的混凝土表面予以保护,避免其长期暴晒。
        2.2严格进行桥梁设计方案的优化
        为实现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。
        2.3严格控制混凝土施工材料质量的控制
        混凝土施工材料是桥梁工程项目的主要载体,无论是传统混凝土材料还是新型混凝土材料,其质量的严格管控是实现混凝土裂缝发生概率降至最低的关键。因此,必须严格控制混凝土施工材料的质量。(1)合理选择水泥标号,同时严格控制水泥用量和混凝土的配比。通常会选择标号较高的水泥材料,以达到降低水泥用量目的。(2)科学计算外加剂的用量,反复进行混凝土配合比的试验,尤其要结合施工现场环境、温度条件、地质条件进行精细的计算,获取精准的结果。例如涉水软土地基与普通地质结构的施工场地尤其要注意数据的精准。(3)在保证混凝土生产中充分发挥外加剂作用前提下严格进行拌和时间的精细化控制,如每盘拌和时时长至少在3min,尤其要注意坍落度,如与数据结果不符,必须重新进行拌和。在混凝土施工时要严格控制材料含水量,其含水量不可超过施工规范标准内的最佳含水量。
        2.4做好养护
        (1)养护工作是控制混凝土裂缝的核心手段,也是目前最主要的方法,因此,必须有针对性地采取洒水养护、辅助养护等养护措施。(2)浇注养护主要是解决混凝土开裂的基本物理原因,可以有效缓解高温对其的不利影响。一般桥梁工程洒水养护的间隔时间不得超过3h,且洒水应做到均匀细致,保证混凝土构件充分浸润。若现场温度较高,则应控制喷雾间隔1~2h,反复喷雾,以防开裂。(3)如果已经出现裂缝,可以采取紧急措施,如灌浆、充填等,避免重复建设,浪费人力物力。灌浆工艺是指通过灌浆使构件保持完整,一般采用环氧树脂作为主要材料,树脂可以灌注到0.05mm的裂缝中,还可以防止混凝土遭受的大部分化学腐蚀,效果更好。(4)注意混凝土构件的干凝前保护,如施工现场交通压力大时,应在附近设置警示牌,并安排专人看管,防止人为破坏。
结束语
        综上所述,桥梁工程在长期运营过程中很容易受到外界各种因素的影响出现裂缝问题,此类问题不仅会影响桥梁结构的承载力,还会影响车辆通行的安全性。因此在裂缝处理阶段,必须按照裂缝类型、裂缝规格大小,合理地选择裂缝处理技术,以保证桥梁混凝土裂缝问题得到有效解决,从而推动经济与社会的全面进步。
参考文献
[1]王剑.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].工程技术研究,2020,5(23):168-169.
[2]齐文军.道路桥梁施工中裂缝的成因与防治措施[J].工程技术研究,2020,5(4):188-189.
[3]唐万名.高速公路桥梁伸缩缝施工管理分析[J].住宅与房地产,2020(4):149.
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