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简析成因混凝土桥梁施工裂缝成因与防治策略分析

收藏本文 2024-02-17 点赞:30070 浏览:134843 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘要】随着我国公路桥梁事业的发展和裂缝开展机理的进一步研究,影响因素逐渐量化。本文分析了桥梁混凝土施工裂缝的形成原因,探讨了混凝土裂缝有效预防措施。
【关键词】桥梁 混凝土 裂缝 成因 防治
一、前言
桥梁工程作为公路铁路建设项目的重要组成部分,其安全通畅是促进交通运输事业发展的重要支撑。现阶段我国桥梁坍塌等事故时有发生,造成了巨大的人员财产损失。因此在桥梁工程施工过程中,控制可能影响桥梁结构安全的潜在因素,是避免桥梁安全事故发生的有效途径。混凝土裂缝作为桥梁混凝土施工常见质量通病之一,直接影响到桥梁结构的整体安全性,也是桥梁事故的诱因之一,因此科学合理的预防治理裂缝的发生对于保证桥梁结构安全具有重要的意义。

二、桥梁混凝土施工裂缝的形成原因

1、荷载引起的裂缝

在常规施工中,一些施工队伍随便乱堆施工器械和材料,施工现场混乱不堪;施工人员不了解混凝土的受力特点,随意翻动、起吊、运输、安装;还有就是不按照施工图纸施工,随便更改操作程序,改变结构受力模式,这些原因往往会导致裂缝的产生。

2、温度变化引起的裂缝

我们所能观察到的严重裂缝损害,很多时候是由温度应力、约束应力所造成的。混凝土本身具有热胀冷缩的性质,如果外部环境或混凝土内部结构的温度发生变化,混凝土有可能变形,当变形遭到约束时,混凝土结构内部就会产生一种应力,而这种应力一旦超过了混凝土本身抗拉力,就会产生温度裂缝。在不少桥梁施工中,温度应力常常可以超越混凝土的抗拉力。温度裂缝和其它裂缝最大的差别就是,它可以随着温度的变化而张开、合拢。大体积混凝土的水化热裂缝。大体积混凝土在凝固和硬化的过程中,水泥会出现水化热反应,释放出大量的热量,让混凝土块的温度瞬间上升。当混凝土块体内部的温度与外部环境温度相差到足以形成应力的时候,或者温度的变化已经超过了混凝土的抗拉力时,就会引起裂缝问题。为了避免出现裂缝,施丁人员应根据实际情况,合理的分层、分块、分缝,并选择水化热较低的水泥,加掺合料(如粉煤灰),冷却水管,预冷集料,同时加强养护等。

3、收缩引起的裂缝

在施工中,混凝土出现的伸缩裂缝是常见裂缝类型。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是导致混凝土土块变形的主要因素。塑性收缩裂缝时常发生在施工中,在混凝土浇筑完成的4h一5h后,这时的混凝土水化热反应强烈,分子链逐渐形成,结构内的水分急速蒸发,混凝土水分损失严重,同时骨料因自重下沉,可是,这时的混凝土并未硬化,巨大的应力让混凝土产生塑性收缩。在骨料下沉的过程中,若遭到钢筋影响,裂缝就会沿着钢筋方向出现。

4、扭曲裂缝

混凝土构件在受到扭曲和弯动时,由于力量的变化而产生扭曲裂缝。该裂缝通常是45度倾斜方向。但钢筋混凝土在扭曲的作用下,会有多条裂缝产生,当裂缝出现 保护层就会脱落,扭曲产生的扭矩改由钢筋承担,直到整个钢筋完全脱离。

5、局部应力引起的裂缝

由局部应力产生的裂缝主要表现在墩台支座受到较大局部压力、构件突然受到冲击荷载、位于构件角隅处等。

三、混凝土裂缝有效预防措施

1.严格控制用于桥梁施工的混凝土质量
由于混凝土的材料特性直接关系到混凝土的结构性能,因此对于关系到桥梁结构安全性能的混凝土施工必须严格控制原材料质量。用于混凝土生产的砂石质量应当经过相应的质量检测,混凝土的配合比则应符合设计规范要求,并结合施工条件及时调整配比,尽可能的缩短混凝土运输阶段的时间,避免混凝土离析以及形成表层浮浆。混凝土运抵桥梁施工现场应及时通过坍落度等试验检测,对于出现泌水或

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者是离析的混凝土必须予以废弃,确保用于施工的混凝土质量满足规范要求。
2.完善施工管理,加强施工质量的控制
在混凝土施工作业前,应确保地基基础具有足够的承载力,以免由于地基的不均匀沉降导致混凝土构件的变形开裂。在桥梁混凝土施工过程中,现浇混凝土应合理支设模板支撑体系,对模板支架的强度进行检验,用于混凝土浇筑的模板支架必须符合实际情况,同时严禁在混凝土强度形成之前拆除摸板,以免混凝土载荷超过其承受能力开裂破坏。混凝土的浇筑应分层进行,最大厚度不能超过30cm,以免混凝土厚度过大造成捣实困难。混凝土的浇筑过程中应尽可能的避免间断,特殊情况下应在混凝土初凝前完成混凝土的整体浇注。对于桥梁结构中的大体积混凝土浇筑,应严格控制施工方式,避免温度裂缝的发生。对于混凝土的振捣,应根据不同混凝土的类别合理的确定选择 同时应注意避免钢筋保护层厚度过大造成有效厚度减小,因而造成混凝土内部应力过大出现开裂。对于混凝土的养护工作,应在混凝土浇筑捣实结束后及时进行,养护合理可以确保混凝土的强度达到设计要求,同时也可以缓解由于水泥在硬化凝结过程中由于水分蒸发引起收缩变形导致的裂缝。混凝土的养护时间必须满足施工规范要求,通常情况下桥梁混凝土养护时间在两周左右。

四、桥梁混凝土常见裂缝控制处理措施

对于桥梁混凝土裂缝,应及时鉴定并确认需要修补的裂缝,合理的制定处理方案以及裂缝处理材料的选用。对于由于设计或者施工原因导致的混凝土荷载型裂缝,除了需要进行必技术市场要的裂缝修补处理措施外,还需结合实际情况进行桥梁结构加固或者补强实施方案的论证及实施。
1.混凝土裂缝表面封闭处理法
一般情况下,表面封闭法主要用于处理裂缝宽度小于0.15mm的微小裂缝。表面封闭法的施工原理为通过在混凝土表面上裂缝的毛细作用,利用黏度较低而且渗透性较强的环氧树脂材料对裂缝形成封闭作用,之后再表面封闭位置粘贴碳纤维或者是玻璃纤维加强封闭,从而避免水分深入对钢筋的锈蚀,进而提高混凝土的耐久性。
2.灌缝胶注射封闭法
对于裂缝宽度介于0.1~1.5mm之间的裂缝可以采用灌缝胶注射封闭方式处理,即通过将粘度小强度高的高分子聚合材料在压力条件入桥梁混凝土裂缝内部,待高分子材料固化后将裂缝封闭,提高桥梁混凝土结构的整体安全性。同时由于高分子聚合材料合一渗透至周边混凝土以及钢筋之中,还会产生增强钢筋与混凝土结合的能力,具有明显的技术优势。
3.压力注浆修补法
对于裂缝宽度超过0.15ram的混凝土结构贯穿裂缝,或者是大体积混凝土浇筑过程中产生的裂缝,也可以采取压力注浆的处理方式。压力注浆裂缝修补施工原理为在压力条件下将细度较高的水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝腔内部,从而将裂缝填充密实,恢复混凝土结构的整体性。对裂缝进行压力注浆法修补后,其施工质量检测可以通过对比处理前后的超声波检测结果分析压浆修补效果。
4.填充密封处理法。对于裂缝宽度大于0.5mm的混凝土活动裂缝和静止裂缝,则需要采用填充密封的处理方式。即沿着出现裂缝的桥梁构件方向切出深度大于20mm,宽度在15mm左右的U型或者是V型槽,之后填充环氧砂浆或者其他弹性填缝材料,之后利用玻璃纤维布或者碳纤维布将表面封闭的处理方式。采用裂缝填充密封对混凝土裂缝进行修补后,应及时检查裂缝表面纤维布封闭情况以及隔离层的设置情况,以免造成水分渗入影响裂缝处理效果。
结论
在混凝土桥梁施工当中,裂缝是一个常见的质量问题,不仅会直接影响到混凝土桥梁的施工质量,还会影响到桥梁的使用寿命,要想解决裂缝的不利影响应该做好施工材料的质量控制.控制好施工过程中的温度,还应该运用表面修补、灌浆修补法等对已经出现的裂缝进行处理.只有这样才能从根本上消除裂缝对混凝土桥梁的不利影响.
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