王格楠 周学江 白 雪
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摘要:在道路桥梁的实际施工过程中,经常会出现各种裂缝,不仅影响了道路桥梁的整体美观情况,同时也产生了一定安全隐患。因此,为了保证道路桥梁的施工质量,减少裂缝出现的概率,需要对混凝土出现裂缝的原因进行探究,并且制定出合理有效的防治措施。以此保证能够减少裂缝出现的频率,为施工更加有效的开展、提升道路桥梁的整体质量提供一定保障。
关键词:市政桥梁;大体积混凝土;裂缝控制
1 引言
在国家的桥梁技术飞速发展的进程中,大体积混凝土得以广泛的运用,其属于项目施工中的重要材料之一,体现出较强的抗压强度、良好的耐火性等优势,对国家建筑行业作出了积极的贡献。在应用混凝土材料时,人们只有深刻了解形成裂缝的原因以及解决多种裂缝问题的方法,才能保障桥梁工程的使用质量。
2 混凝土裂缝的类型
(1)表面裂缝:在水泥水化热温度场影响下,混凝土结构内外部温度不均衡,表面温度低而内部温度高,内部混凝土约束外部混凝土产生温度应力。当该温度应力超过混凝土拉强极限时在混凝土表面产生裂缝。表面裂缝对大体积混凝土的危害较小,在没有其他力作用下通常不会向深层发展。(2)内部裂缝:在混凝土浇筑过程中,原来的表面裂缝被新的浇筑所覆盖形成一种表面看不到但实际内部却存在裂缝的一种空间位置上的相对概念。(3)深层裂缝:深层裂缝是在表面裂缝基础上发展而来的。当表面裂缝受到各种因素影响之后造成裂缝快速发展就会产生深层裂缝。深层裂缝是大体积混凝土结构中危害最大的一种裂缝,它的特点是具有连续性。(4)贯穿裂缝:贯穿裂缝对大体积混凝土的危害是最大的。大体积混凝土的结构尺寸较大,所以内部材料所产生的水化热在结构内部集聚难以散发,造成混凝土内部产生复杂的温度场。混凝土自身的导热性能较差,结构中心温度高,表面温度低,内外温差较大。在温差作用下就会产生温度应力,受温度应力影响在大体积混凝土内部所产生的贯穿性的裂缝称为贯穿裂缝。
3 道路桥梁施工裂缝的成因
3.1 温差裂缝成因
大体积混凝土进行了浇筑之后,需要经历一段初凝到终凝的过程,这个过程中需要格外地关注裂缝问题,如果水泥出现了水化热的情况,则会释放出较多热量,由此便会使得混凝土本身的温度明显地提升。当混凝土内部温度升高时,外部温度若是与之相差较大,则会表现出相关的压应力,这种压应力的出现就是裂缝出现的关键,而压应力会让表面产生拉应力,在拉应力逐步超出既定要求时,桥梁裂缝便会凸显出来,由此威胁到整个工程的安全,结构的稳定性也会因此而削弱。
3.2 施工材料导致裂缝
在道路桥梁的施工中,主要建筑材料混凝土一般是由石灰、硅化物混合成的,这两种物质遇到水就会释放出大量的热量。因此在混凝土的内部,会积累大量热量,甚至可能会达到70度左右,但是表层温度并不高,这种内外的温差就会导致结构内外形成一种拉力效应。当拉力超过混凝土能够承受抗拉性后,就会造成裂缝的出现。
3.3 混凝土收缩变形
水泥浇筑之后硬化时大部分的水分(80%左右)都会蒸发掉。混凝土内部水泥水化时会对混凝土自身产生一定的影响,造成混凝土自身体积变形。混凝土自身体积变形的大小主要受混凝土中的胶凝材料影响。从混凝土自身体积变形的大小可以将其分为收缩变形和膨胀变形。通常的水泥混凝土变形以收缩变形为主。
混凝土收缩变形过程中,受各种因素影响,混凝土内外部水分散发快慢不同,当表面收缩速度大于内部收缩速度时,表面收缩就会受到混凝土内部约束力的影响,当拉应力较大时就会产生裂缝。通常,如果外界的湿度越低,混凝土结构的收缩就越快,收缩裂缝就越容易出现。
4 道路桥梁施工裂缝的防治对策
4.1 确保桥梁荷载控制合理
桥梁结构设计阶段,相关的工作人员应该积极地重视桥梁本身的建设地点,结合具体的环境展开详细的分析,实现科学合理的规划,对桥梁内部钢筋结构进行科学配置,最为关键的是考虑荷载范围内的安全系数,由此让荷载和混凝土强度以及刚度等要求相符合,以免出现应力较大的情况,或者是因为实际的刚度不足,引发极为明显的裂缝问题。
4.2 完善相关施工设计
完善施工设计主要可以从以下几个方面开展工作:一,在工程设计阶段时,需要组织相关设计人员到工程现场进行调查和研究,保证其能够详细掌握施工现场的基本情况。以此保证设计人员能够设计出与施工现场相符合的方案,保证工程的顺利有效开展,从根本上避免工程裂缝出现。二,设计人员在设计过程中,需要重视对设计方案进行不断的完善和优化,通过找到设计上的不足,保证设计工作能够更加有效的开展。如可以在多种不同设计方案中展开分析和研究,找到各个方案中存在的不足之处、容易导致裂缝出现的各种设计缺陷,以此保证能够通过完善设计方案,保证工程的整体质量。三,由于道路桥梁的工程任务比较庞大,涉及的范围也非常广,因此在设计中,对于一些体积比较大或者是跨度比较大的工程,设计人员需要合理有效的对荷载量、温度变化情况、应力大小情况等进行准确计算。这样设计人员就能够按照实际设计结果,通过完善相关的构件设计,提升工程的整体性能,从而有效降低裂缝出现的概率。
4.3 浇筑温度控制
(1)降低混凝土的初始温度,从而降低大体积混凝土的总温值及内外温差。(2)夏季施工中,应要求商品混凝土供应商在砂场、石场设置遮阳设施,避免阳光暴晒,如有必要,采取淋水降温措施。(2)冬季施工中,尽量不浇太冷的水,以减少建筑物内外的温差,各层厚度控制在30cm以内,并用致密振捣增加散热,防止水化热开裂。(3)采用二次振捣的方法,提高混凝土的密实度和两层混凝土之间的黏结度,从而提高混凝土的抗裂性,大体积混凝土的表面和中心温度应在25℃以上。(4)拆模浇筑后,还需采取必要的保温措施,如采用碘钨灯、定时喷水或蓄水等,使混凝土表面温度升高。(5)采用预埋管、冷热水灌注等方法对结构内部温度进行控制。
4.4 合理施工及养护
现浇混凝土结构施工过程中需根据要求提前制作模板、安装到位,根据前述取得的配合比拌制混凝土并浇筑。后续由专员做好养护工作,严格控制温度和湿度两项指标。以我国北方地区冬季施工为例,现场温度普遍较低,应避免混凝土内部结冰现象,需适当保温;而在我国南方地区的夏季施工中,温度相对较高,易加剧水泥水化热现象,因此需适当洒水,保证现浇混凝土保持湿润的状态,削弱水化热反应,减小混凝土的内外部温差,以免出现干缩裂缝。
5 结束语
避免路桥出现裂缝是保证工程质量的一种有效途径。因此,为了保证减少裂缝出现的几率,需要从各个方面原因开始,对裂缝成因进行合理有效的分析,并且制定具备针对性的解决措施,从根本上防止裂缝出现。这样不仅能够对工程质量实施有效保障,同时还可以保证路桥在今后正式投入使用后,具备良好的安全性和稳定性特征,以此保证发挥出路桥的实际作用,为人们提供更加安全、方便的服务。
参考文献:
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[2] 钟波.市政桥梁大体积素混凝土裂缝控制技术研究[J].四川水力发电,2019,38(05):24-26.
[3] 禇艳花.桥梁大体积混凝土裂缝控制与防治措施[J].西部交通科技,2017(05):62-64.