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摘要:当今公路桥梁施工中存在很多问题,其中产生裂缝无疑是最常见最容易出现的问题之一。本文试从公路桥梁施工裂缝问题的危害、产生的原因以及应对策略等方面加以分析,使得公路桥梁施工质量得以提高,避免裂缝的产生。
关键词:公路桥梁;裂缝;危害;成因;对策
1公路桥梁施工质量重要性
路桥施工材料是工程的基础,全球都处在城市建设飞速发展的阶段,对于建筑行业来说是存在着巨大的机遇,然而机遇和挑战是并存的,面临的挑战也很大。在建筑行业中,桥梁的作用不容小觑,它不仅是道路连接的组成部分,可以完成主要的交通运输工作,在一定程度上也起着美化和欣赏的作用。但是在桥梁的设计及建设中需要考虑很多问题。严格执行国家现行的施工规范和国家批准的技术标准;积极推广应用可靠性施工、结构优化施工等现代施工办法;要注意因地制宜,节省建设资金,就地取材等。这就需要施工技术人员根据以往施工经验,采取种种新措施避免不良因素,保证桥梁质量。在道路工程建设中加强对施工质量的控制力度,不仅能够保证工程质量、确保行车安全、延长道路的使用寿命,还能避免因返工或大修而给国家带来经济损失。
2公路桥梁施工裂缝问题的危害
混凝土施工裂缝问题将使公路桥梁产生渗漏,渗漏的后果一般有两方面,一方面当水流涌入公路桥梁混凝土内部之后,可能会导致混凝土水解破坏,从而破坏混凝土结构。另外一方面裂缝在压力水作用下,可能导致裂缝逐步扩宽和发展。同时,由于混凝土碳化的原因也会造成混凝土收缩开裂的现象不断加剧,最终破坏混凝土结构物。混凝土裂缝的存在,可以使空气中的二氧化碳很容易渗透到混凝土结构的内部,在诸如水泥等水化产物的相互作用下反应而形成碳酸钙,即出现混凝土碳化的现象。混凝土碳化会破坏钢筋纯化膜,降低混凝土的碱度,如果空气和水在同时期同时渗入,那么钢筋就产生锈蚀。此外,混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用,将导致进一步扩大裂缝,形成更大的危害。
3桥梁裂缝分为结构性裂缝及非结构性裂缝
裂逢是混凝土结构普遍存在的现象,究其产生原因,一类是由外加荷载引起的裂缝,也称结构性裂缝或受力裂缝;一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂。
3.1结构性裂缝的成因分析
3.1.1结构基础不均匀沉降引起的裂缝。当结构的基础沉降不均匀时,结构构件受到强迫变形,导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用,从而使得结构构件开裂,随着不均匀沉降的进一步发展,裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大,因此裂缝裂缝宽度较大、多呈45°,并且通常是贯穿性的。
3.1.2荷载作用引起的裂缝。构件承受不同性质的荷载作用,其裂缝形状也不同,通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期脱模过早或方法不当,构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当,施工超载,张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。
3.2非结构性裂缝成因分析
3.2.1收缩裂缝。混凝土是由水泥、砂、石组成的非均质材料,收缩是混凝土的重要特性之一。混凝土的收缩分为凝缩和干缩。混凝土凝固时,一些水泥颗粒结合,使体积减少,称为凝缩。另一些蒸发,使体积减小,称为干缩。由于在混凝土内呈含水梯度,混凝土的干燥为从表面逐步扩展到内部的过程。因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,致使表面混凝土承受拉力,内部承受压力。当表面混凝土承受的拉力超过混凝土抗拉强度时,便产生收缩裂缝。收缩裂缝分布部位、裂缝方向、出现时间具有一定的规律性,裂缝形状一般呈“V”字型(外宽内窄)。收缩裂缝产生的原因包括以下几点:(1)在混凝土浇筑中,由于沙石的含泥、含灰粉,使得在凝固时吸收水分,引起混凝土凝缩。在混凝土梁上,终凝前期常表现为不规则的干缩裂缝。当混凝土强度有所发展后,收缩裂缝变得有一定的规律,裂缝发展遵循短板效应,通常是平行板的短边,形成横向裂缝。(2)后期养护不当或养护不到位。(3)在梁浇筑的工程中,梁板翼缘在模板的“模箍”作用下易出现沉实裂缝,一般缘水平分布。
3.2.2温度裂缝。混凝土的温度裂缝的产生主要受结构温度应力影响。温度应力包括内约束温度应力和外约束温度应力。内约束温度应力是指结构内部某一构件单元,在非线性温差作用下纤维间温度不同,引起的应变不同而受到约束引起的应力;外约束温度应力是指梁体各部位因温度不同产生变形,当受到约束或结构外部超静定约束时,无法实现自由变形引起的应力。温度裂缝产生的原因包括以下几点:(1)内约束温度力主要受混凝土初凝时水泥化学反应产生的水化热影响,导致构件温度升高,由于梁体各部位散热面积及区域内混凝土集结方量不一,出现梁体内局部温差产生温度应力,当温度应力大于混凝土此刻抗拉应力时,出现裂缝。(2)外约束温度力主要受梁体整体内外温差或局部构件间的温差影响,出现温度应力,引起梁体的整体或局部变形,当该变形受外部约束时,出现裂缝。
4公路桥梁裂缝的应对策略
4.1加强混凝土施工质量的控制
一是对水泥的品种严格按照实际要求进行选择,并严格按照设计标准配备好水泥用量。优先考虑选用525R等高标号水泥,能够使水泥用量大大地减少;为了尽可能地使水化热减少,必须低热水泥。为了有效延缓峰值,应选用后期强度较大的水泥。二是对进行科学合理的骨料级配,严格控制含泥量。选用规格合理的级配碎石,以确保级配的连续性。对于砂、石中的含泥量,决不可超过1%,应清除杂物,特别是不能和有机磺混合,严禁使用海砂。三是在进行外加剂选择和配合比控制时,必须严格按照要求进行。适当添加外加剂,能够起到缓凝作用,使混凝土的可塑性得到改善,增强混凝土的和易性。因此,一般应在混凝土中掺入适量的缓凝剂、外加剂、膨胀剂、防水剂和减水剂等。四是适当增加一定的预埋件。对于一些容易出现混凝土裂缝的部位,应该将应力应变的传感片埋设在这些地方,以方便直接进行拉应力,测试能够到达有效控制混凝土,以避免混凝土裂缝的产生;在一些基础面筋上,可以适当加设铁丝网或钢筋网,钢筋的直径应该比较小,这样就能够使混凝土的抗裂性大大增加。
4.2加强混凝土施工过程中的温度控制,严格路桥施工中的裂缝
一是在进行混凝土拌合施工时,采用用水冷却碎石的办法,可以使混凝土在浇筑的温度大大降低。二是在高温天气进行混凝土浇筑时,为了确保混凝土的散热,应尽可能地利用好浇筑层面,尽量减少混凝土浇筑的厚度。三是将冷水管填埋在混凝士中,利用冷水在其中的流动实施混凝土的内部降温。四是对混凝土在入模时的温度进行严格控制。对公路桥梁进行大体积混凝土的浇筑,一般选择在春季或秋季时节最为合适。如果不得不在夏季时节进行施工,应采取各种有效的办法使入模温度大大降低。在进行混凝土浇筑施工时,应尽量避免太阳直接对混凝土进行爆晒。五是把握好拆模时间,当气温突然大幅度地下降时,应该想办法进行表面保温处理,应尽量使混凝土表面不出现急剧的温度变化。
5结语
桥梁作为公路的重要组成部分之一,其施工质量的好坏,将直接影响公路性能能否正常发挥,因而必须确保公路桥梁施工质量。而施工企业为了提升核心竞争力,提高社会效益和经济效益,就务必在施工过程中就裂缝产生的原因进行分析,注重桥梁工程质量,并采取行之有效的解决策略,才能在竞争日益激烈的建筑市场中占有一席之地。公路桥梁施工过程中裂缝的产生是不可避免的,但其对桥梁功能的发挥也产生了极大的影响。因而作为施工企业,应在实践过程中不断总结经验教训,分析裂缝产生的原因,基于确保工程质量、进度以及自身经济效益的目的,采用先进的施工工艺和设备进行施工,从而最大化的减少裂缝的产生,确保工程质量。
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