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道路桥梁施工中出现桥梁裂缝的原因分析

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摘 要:在多年工作经验的基础上,总结出现在桥梁建设中的裂缝问题,并对裂缝的类型进行归类,查找分析裂缝出现的原因,方便人们进行施工操作,进而预防裂缝的发生,高质量完成桥梁的建设。

关键词:公路桥梁建设;裂缝问题;裂缝种类;裂缝原因;措施

中图分类号: TU997 文献标识码: A

引言

随着我国社会经济的快速发展,道路运输业在其中发挥着越来越重要的作用。同时混凝土又是道路桥梁施工中必不可少的原材料之一,具有造价低、耐压程度高以及不易被自然环境所破坏等诸多优点。道路桥梁中混凝土出现裂缝的现象时有发生,裂缝的出现不但会严重影响道路桥梁的整体施工质量,更为重要的是会对人们日常出行安全造成极大的威胁。所以为了真正切实的实现高质量的施工过程和人们的安全出行,就要对混凝土裂缝出现的原因进行全面彻底且有效的分析和总结,进而使得相关管理人员能够在道路桥梁施工的过程中,针对混凝土裂缝出现的原因采取有效的应对措施,来保证整个道路桥梁的施工质量和人们的安全出行。

一、桥梁工程中的裂缝出现的原因

1、荷载性裂缝

荷载裂缝是混凝土桥梁在通常情况下的动、静荷载以及由次应力产生的裂缝。由荷载而导致的裂缝主要包括直接的应力裂缝和次应力裂缝这两种。

1.1直接应力裂缝

直接应力裂缝就是由外部荷载而引起来的直接应力所导致的裂缝。这种裂缝出现的原因有多种,主要包括以下几个阶段带来的缺陷:

1.1.1设计计算阶段,在这阶段存在很多因素导致桥梁裂缝。进行结构计算时,有的施工单位不计算,或者计算出现漏洞;计算的模型设计不合理;对桥梁荷载存在少算、漏算的现象;桥梁结构的预先受力假设与实际中所承受的压力不相符;对于内力计算和配筋计算出现失误;桥梁结构的安全系数达不到标准等,这些都是设计计算阶段中引起裂缝的原因。另外,当进行结构设计时对施工可能性考虑不细致甚至不考虑;设计的断面结构不充足;结构中设置的钢筋数量较少或者布置有误;桥梁结构刚度不够;设计图纸各项指标表示不清楚等也是其中不可忽视的原因。

1.1.2施工阶段,在桥梁施工建筑阶段,如果不加限制对放置堆砌施工材料,并擅自变换结构施工的顺序,改变了桥梁结构受力的特点,随便对施工对象进行翻身、起吊工作,以及运输、安装过程;不根据设计的图纸进行施工,改变了结构的应该的模式;对结构的机器震动所产生的疲劳不做及时的强充验算工作。

1.1.3使用阶段,桥梁使用实行阶段中,造成桥梁裂缝的原因主要有:实际的过桥车辆超出原本设计载荷重量型的车辆过桥;来自车辆和船舶的直接接触与撞击;大风、雨雪、地震和爆炸等天然环境的影响。

1.2次应力裂缝

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有:所谓的次应力裂缝指由外部荷载引起次生产力而产生的裂缝。在次应力裂缝中,产生裂缝的原因有以下两种:

1.2.1在进行外荷载设计时,由于结构和实际工作状态与常规计算存在很大的出入,有时不考虑计算,使得某些部位由于次应力而引起结构开裂。

1.2.2一般情况下,很难对桥梁结构中常常出现的开洞、凿槽和牛腿设置等工作进行准确的图式模拟计算,而仅仅依靠经验估计来设置受力的钢筋。在这种情况下,受力结构在挖孔工作完成后,将会产生一定强度的力流绕射现象,而且在挖凿的空洞附近力流密集,应力大量汇聚。尤其在跨度较大的截断钢筋束处设置锚头,所设的锚头断面附近,就常可看到裂缝的出现。所以说,如果对桥梁结构处理不合理,在相应施工对象的结构拐角或者构件的形状突然发生变化的地方,还有受力较大的钢筋截断面附近很容易有裂缝发生。

2、混凝土原材料质量引起的混凝土裂缝

混凝土由水泥、骨料以及外加剂和掺合料共同组成,如果混凝土组成的原材料质量不达标,将会引起施工中混凝土裂缝的产生。由于组成混凝土骨料的质量不合格,将会影响到混凝土的强度,从而导致混凝土搅拌时的需水量随之增加或减少,进而破坏混凝土的收缩性,最终导致道路桥梁施工中混凝土在结构上出现裂缝。与此同时还要考虑到混凝土中,外加剂和掺合料的类别选择和质量选择,避免其与搅拌水或骨料发生化学反应,从而引发施工中混凝土产生裂缝。

3、收缩冻胀引起的混凝土裂缝

混凝土在进行施工中的浇筑任务以后,大约四小时水泥就会发生一系列的化学反应,尤其是水化反应最为激烈。在这个时候,混凝土没有达到硬化的标准,而仍然处于非硬化的状态,所以,这时的收缩形式为塑性收缩。一些骨料在下沉中会受到钢筋强烈的阻挡,加上在塑性收缩的影响下,容易形成沿着钢筋方向而生成的裂缝。

混凝土的缩水性和缩干性收缩发生在混凝土硬结之后。由于硬结后的混凝土的温度会随着表层水分的蒸发而降低,进而导致其体积不断缩小。整个混凝土表面水分丢失快,而内部却相对很慢,所以,引起混凝土表面和内部的收缩性能不同,强度大小不一致,使混凝土被钢筋强烈的束缚着,而产生明显的裂纹。

4、工艺质量性裂缝

较低质量的施工工艺同样是产生混凝土裂缝的原因之一。在砼结构中,如果施工工艺不正确,很容易产生钢筋各个方向上的裂缝,不同的原因将会出现不同部位或者是不同走向的裂缝,并且裂缝的宽度也来自不同因素的影响。如果混凝土的保护层超过一定厚度,就会使它所承受的不同方向的钢筋对应的保护层也开始加厚,这种情况下,直接导致整个构件的高度降低,而产生垂直方向的钢筋裂缝。如果混凝土的振捣工作进行的操作不合格,会引起荷载裂缝,而不合格的操作往往包括振捣过程不均匀也不密实等。另外,混凝土的流动性能很差,这样使得混凝在硬化前很难做到充足的沉实,造成硬化后的沉实量过大,引起裂缝。还有很多由于工艺技术引起的混凝土裂缝,如对混凝土搅拌时间、运输时间的控制以及对接头部分的处理等。

二、道路桥梁施工中混凝土裂缝的有效应对措施

1、在施工前,合理的设计荷载及道路桥梁的布局

在该工程施工前的设计阶段,施工技术人员要依据该项目工程的具体情况, 对道路桥梁的整体布局进行科学的规划,同时还要科学的对施工中所需的钢筋进行合理的布局,不要忽视在施工的过程中机械的荷载,以便设计时的荷载要远大于现实施工中的荷载,确保实际的荷载在混凝土的强度的范围之内,这样才能避免道路桥梁工程施工中混凝土裂缝的产生。

2、严格控制混凝土的组成材料

要想解决混凝土裂缝的问题,我们就要加强对混凝土的组成材料的严格控制。只有保证混凝土的组成材料,才会符合设计中的预算荷载。另外,我们一定要保证混凝土的组成材料的配比度具有完善的合理性,同时还要及时的搅拌,要根据规定和实际的情况来计算混凝土的配比度,在搅拌的时候对加入的水量要控制好,从而来控制混凝土体积的变形,增加混凝土的抗裂性。

3、注重施工过程温度的变化,防止温度变化引起裂缝

在混凝土搅拌的过程中,要注意水量的添加。这样做的目的就是降低混凝土的温度。尤其是在天气热的季节进行施工的话,要控制好混凝土的温度。比如,在夏季施工的时候,我们要将混凝土的浇筑厚度减少,这样更方便于混凝土能够很好的散热,在特殊的情况下,要在混凝土的内部增设降温的办法,这样就能确保混凝土的抗裂性。混凝土的质量越好其抗裂性就越强,所以,在道路桥梁工程施工的过程中,我们不要忽视混凝土的堆放、搅拌方式以及混凝土的浇筑过程,同时,对于温度高时,要加强对混凝土的浇水措施,对于温度低时,要加强对混凝土的表面保温措施,这样才能增加混凝土的抗裂性,降低混凝土裂缝的现象。

结束语

在道路桥梁工程施工的过程中,混凝土作为一种重要的、必不可少的施工材料,因而,我们一定要控制好混凝土的裂缝问题,对于道路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因,采取合理、有效的解决应对措施来预防混凝土裂缝的出现,只有这样,才能保证道路桥梁工程的施工质量。

参考文献:

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[2]巴川岭,孟岭.浅谈高层建筑混凝土工程质量控制[J].经营管理者,2011年15期

[3]邢春安,陈俊杰,关红民.混凝土裂缝产生的原因及防治[J].河南水利与南水北调,2011年14期