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市政桥梁混凝土裂缝成因分析

来源:原创论文网 添加时间:2018-08-17

  摘要:桥梁工程施工中, 混凝土裂缝是一种常见的病害, 不仅会对桥梁的美观造成一定的影响, 还会影响桥梁的结构安全。首先简单介绍市政桥梁施工中常见的几种混凝土裂缝, 然后从水泥、钢筋锈蚀、日照、收缩裂缝、不均匀沉降几方面分析了混凝土裂缝的成因, 最后详细阐述针对混凝土产生裂缝的成因所采取的防治措施, 有严控材料质量、钢筋锈蚀裂缝防治、混凝土浇筑控制、出现裂缝后的治理措施几方面, 可为类似工程提供借鉴。

  关键词:桥梁施工; 混凝土裂缝; 桥梁荷载;

混凝土裂缝论文  配图

  0 引言

  随着我国路桥建设的不断发展, 桥梁建设也逐步进入轨道。桥梁工程施工过程中, 混凝土桥梁作为一种常见的桥梁结构, 虽然具有安全系数高、使用寿命长、施工方便等优点, 但是在施工过程中受桥梁沉降、抗拉能力等因素的影响, 容易出现一些裂缝, 为保证市政桥梁施工质量, 需要对混凝土裂缝进行分析, 并提出相应的解决措施。

  1 混凝土裂缝的种类

  (1) 荷载过大出现裂缝现象。主要是由以下几点因素导致:在设计施工图纸时没有针对桥梁的整体结构进行充分考虑和计算;施工过程中未按照施工要求进行操作;桥梁试用阶段对超过桥梁荷载的车辆未进行阻止;一些外在物体如车辆、船等对桥梁产生的撞击;自然因素对桥梁产生的影响等[1]。

  (2) 温度差异引发的裂缝。混凝土因受到温度影响而发生热胀冷缩, 因此一旦混凝土内部或外部环境发生变化, 则会出现裂缝现象。

  (3) 施工工艺不合理引发的裂缝现象。主要表现为钢筋的腐蚀现象、混凝土浇筑过程中出现的裂缝等。

  2 桥梁混凝土裂缝成因分析

  2.1 水泥

  在进行施工材料的选择过程中, 水泥的安定性要求不符合施工要求, 如水泥中游离氧化钙的含量过高会引发裂缝的出现, 主要是由于氧化钙在凝结时, 水化速度较慢, 导致混凝土凝固之后还存在水化现象, 从而降低了混凝土的强度;在水泥出厂之前, 由于强度不符合要求或者受潮而导致水泥质量降低, 从而影响混凝土强度;水泥内碱性物质的含量较高, 会使混凝土出现碱骨料反应;在进行水泥原料的采购时, 选择标号较低的水泥, 为增强混凝土强度需要增加水泥的使用量, 则会导致混凝土收缩时间增加;选择粒径较小、空隙率大的混凝土会增加水的用量, 从而增加混凝土的收缩量和收缩时间;骨料中含有一些吸水性大的材料则会增加混凝土裂缝出现的概率, 从而影响混凝土强度;如果选择粒径过小的砂石, 则会增加水的使用量, 从而对混凝土的强度产生影响。

  2.2 钢筋锈蚀

  混凝土保护层的厚度不符合施工要求或者存在松散现象, 则会使得空气进入到混凝土内部, 降低混凝土的碱度。或者是由于一些氯化物的渗入, 使得混凝土表面的氯离子含量增加, 破坏混凝土表面的氧化膜, 从而使得空气中的水分和氧气与混凝土内包含的钢筋材料发生反应, 出现锈蚀现象, 出现体积增大现象, 周围区域的混凝土由于受到膨胀力而发生开裂、剥落现象, 形成纵向的长裂缝。同时锈蚀现象会大大减小钢筋的有效面积, 减弱钢筋与混凝土之间的裹力, 从而形成裂缝。

  2.3 日照

  桥梁施工完成后, 太阳光会对桥梁的面板和侧面进行暴晒, 使得该区域的温度高于桥面其他区域, 在混凝土内部形成温度差异, 并且温度分布不均匀, 使得混凝土内部局部区域存在较大的拉应力, 一旦其超过混凝土的承受能力就会出现裂缝;温度下降所产生的裂缝、天气突变或者受到冷气流的影响, 会使得混凝土内外表面的温度急剧下降, 形成温度差异, 从而产生裂缝;混凝土浇筑完成之后, 存在的水化热反应会使得局部区域的温度上升, 形成温度差异, 产生裂缝;此外, 完成桥面浇筑工作后, 需要对混凝土进行养护, 但是由于养护措施不当或者施工方式不正确, 也会使得混凝土内部存在温度差异, 从而产生裂缝。

  3 混凝土裂缝防治措施

  3.1 严控材料质量

  水泥种类的选择和使用量与其水化热的大小有着直接的关系。水泥释放温度的速度和大小与水泥内含有的矿物质有着密切的联系。因此在进行水泥品种的选择时, 尽量选择水化热较低的水泥, 以水泥强度为基础, 减少水泥的使用量。保证有泵输送的前提下, 选择直径为5~20 mm的石子, 这样能够有效降低混凝土的收缩形变量。细骨料中需要加入一定量的中砂, 这样可以减少水量和水泥的使用量。并且对骨料中泥土的含量进行有效的控制, 这样才能避免由于含泥量过高使得混凝土的收缩发生形变, 降低混凝土的强度。在混凝土的拌合过程中, 可以适当地加入一些粉煤灰来增强混凝土的密实度, 提高混凝土的抗渗透能力, 从而有效改善混凝土的强度, 减少对水泥的使用量。此外, 增加粉煤灰不仅降低了混凝土内部温度的差异, 而且还可以提高混凝土的和易性。在进行混凝土的拌合过程中, 可以加入一些膨胀剂, 减少水泥的使用量, 这样可以弱化混凝土热胀冷缩所产生的应力, 保证混凝土的密实度, 从而提高混凝土的强度。

  3.2 钢筋锈蚀裂缝防治

  钢筋绑扎完成之后, 需要进行混凝土的浇筑。为更好地保证钢筋具有良好的保护层, 需要在混凝土拌合时对水灰比进行严格的控制。浇筑完成后, 需要借助振捣器进行振捣, 排除混凝土内部存在的空气, 保证混凝土的密实度和完整性[3]。此外, 需要避免混凝土内部浸入有害离子, 如果在施工过程中需要外加剂, 要对氯离子的含量进行有效的控制。沿海地区需要密切注意腐蚀性气体和海水对桥梁的影响。

  3.3 混凝土浇筑控制

  进行混凝土浇筑工作之前, 需要明确浇筑方式和浇筑次序, 采用分层、分块的方式进行浇筑。以桥梁的体积为基础, 来对混凝土的浇筑厚度、宽度进行确定, 并且对浇筑前后的时间差进行控制。混凝土浇筑之后需要进行振捣, 并且对振捣时间进行控制, 确保混凝土的密实性和完整性, 避免出现漏振或者过振现象。在振捣过程中按照快进慢出的原则避免在混凝土内部形成气泡, 影响质量。当混凝土表面泛浆、平整、无气泡时, 则可以停止进行振捣[4]。振捣时间过长会使得混凝土出现分层现象, 粗颗粒下沉, 细颗粒上浮, 对混凝土的强度产生影响, 从而会产生裂缝。在进行浇筑工作之前, 需要科学合理地安排人员, 一切按照施工计划进行操作, 避免出现停工现象。如果浇筑之后出现混凝土过高的现象, 则可以在浇筑完成后3~4 d内进行刮平, 再借助滚筒进行碾压, 最后使用木抹子进行搓平处理。

  4 结语

  综上所述, 桥梁工程施工过程中出现裂缝现象极为正常, 但是裂缝出现的原因较多, 在施工过程中需要从设计方案、施工工艺、操作流程等方面进行分析, 并且制定出相应措施进行预防, 这样才能有效保证混凝土的质量。

  参考文献
  [1]蔚建华.预应力混凝土桥梁施工技术要点[M].北京:人民交通出版社, 2004.
  [2]罗旭, 李新平.预应力混凝土连续箱梁底板锚下裂缝分析[J].公路交通科技, 2005, 22 (12) :94-97.
  [3]尚涛.浅析公路桥梁施工当中出现的技术问题及应对策略[J].四川水泥, 2017 (1) :344.
  [4]王雷.论公路桥梁施工技术的不足及改进措施[J].黑龙江交通科技, 2015, 38 (12) :86.

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