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【摘要】我国桥梁工程快速发展,现浇箱梁具有养护简单、便利行车、施工材料受力均匀以及铺设方便等优点,广泛应用在桥梁工程建设中。由于该施工方式对施工建设质量要求高、结构支撑复杂、施工工艺难度高,施工建设中常常出现裂缝。本文分析了现浇箱梁施工中的裂缝现象,提出了相应的解决方案,希望对提高桥梁建设质量,加快交通建设有一定推动作用。
【关键词】桥梁建设;现浇箱梁;裂缝控制
1.现浇箱梁施工特点
改革进程不断深入,公路桥梁建设快速发展,城市道路建设水平不断提升,各类高速公路成功建设,现浇箱梁施工工艺被广泛应用。预应力现浇箱梁结构高度小、跨度大、质量较轻,在桥梁施工备受关注。现浇箱梁更好地适应外部条件,可以有效克服地形或地面的障碍物,可以实现不同跨度及曲线弯曲桥。现浇箱梁下部结构也较为轻盈,不具有墩顶盖梁,箱梁直接落在墩柱上面。现浇箱梁施工占地面积小、单位体积少、外部美观并且还可以降低工程造价,使建设资金得到有效利用。但是,由于施工工艺复杂,各道工序质量要求高,施工中难免会出现裂缝现象。倘若工人工艺水平不高、工序衔接不合理、质量控制意识不强则会使裂缝现象出现机率更大。
2.裂缝产生原因
裂缝是混凝土结构普遍存在的现象,按照产生机理可将裂缝分为荷载裂缝、收缩裂缝、混凝土质量裂缝和温度裂缝四类。由桥梁承受重量过重而引起的裂缝叫荷载裂缝。
2.1荷载裂缝
桥梁具有一定的荷载能力,车辆荷载超过规定就会引起荷载效应,使桥梁产生严重裂缝。在正常荷载范围内,桥梁会很快恢复到正常的水平。如在桥梁通行期间,裂缝不断增大,且车辆重量并未超过桥梁荷载量,桥梁裂缝发展趋势是横向的,那桥梁很可能出现了建设质量问题。除此之外,还有可能是桥梁结构设计不合理。施工质量不好,未考虑到各种不利因素,强度不能满足行车要求。行车作用下,尤其是超大吨位车辆的反复碾压,半刚性的基层材料不能承受,造成荷载裂缝。
2.2收缩裂缝
收缩裂缝原因:箱梁拆除模具后养护龄期短或没有及时进行洒水养护,混凝土凝固强度缓慢、混凝土的强度较低;夏季水分蒸发快,表面出现干缩裂纹;高温和有风天气,混凝土表面失水过快,形成干缩裂纹;箱梁腹板未与土工布紧密接触,不湿润。混凝土浇筑完成后,内部产生水化热,而表面温度比较低,两者之间存在温度差异,热胀冷缩不同步产生裂缝。此外,箱梁腹板大多干燥速度与箱梁表面干燥速度不同,也存在收缩裂缝。
2.3混凝土质量裂缝
桥梁施工中混凝土质量不达标或混凝土保护层未到标准厚度,桥梁表面受空气中酸性气体侵蚀,混凝土内外碱度降低,引起化学变化,钢筋表面起保护作用的氧化膜被破坏。桥梁钢筋生锈腐蚀,腐蚀反应产生的铁锈在混凝土和桥梁中越来越多,当铁锈达到一定体积时便对桥梁周围产生一个较大的膨胀应力,导致了桥梁混凝土保护层裂开,沿钢筋纵向发生裂缝。
2.4温度裂缝
混凝土受温度影响热胀冷缩。温度发生小幅度变化时,混凝土发生可逆形变,若混凝土形变遭到约束,则在桥梁结构内产生结构应力,当结构应力超过混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝。温度裂缝是最常见的裂缝,日间温差、季节温差是重要原因。引起温度变化的主要因素有温差、日照、水化热或冬季施工措施不当等。夏季混凝土养护采用地下水直接养护,混凝土内外产生温差应力导致混凝土开裂。混凝土内部水化热温度和外界温差过大,产生温差应力。
2.5其他原因
①箱梁局部应力集中导致混凝土开裂,如张拉后箱梁中部起拱,箱梁完全由支座两端承受自重,使底部混凝土受集中应力开裂;②施工组织不当,混凝土浇筑未连续进行。浇筑间隔超过混凝土初凝时间,先浇与后浇混凝土间形成冷施工缝,甚至渗水;③浇筑振捣工艺不当,造成混凝土离析,局部浮浆较厚,水化时产生干缩裂缝;④模板拆除过早,受到撞击、踩踏等荷载,承载力不足产生应力裂缝;⑤自身收缩过大产生干缩裂缝,混凝土配比不合理、含泥量较大;⑥混凝土杂质过多,搅拌时形成较大空隙,干燥后容易产生裂缝。外界大气温度低于零度,混凝土内液态水结冰体积膨胀,产生应力使混凝土的强度降低。出现裂缝。
3.预防裂缝产生的措施
3.1提高桥梁设计荷载、杜绝荷载超标
桥梁设计施工之前要实地勘察与测量,确定桥梁选址、设计参数是否与实际相符。这样桥梁施工并投入使用后,就不会出现桥梁荷载设计不符合实际的情况。不充分考虑周围环境的交通运输能力,完全按照业主要求或设计相关规范标准,闭门造车进行图纸设计只会是事倍功半。桥梁的承载能力和荷载数据有着十分细致的要求。现实情况是在多年通车使用后发现最初设计的桥梁荷载数与实际需求不相符,根本不能满足交通运输的荷载需求。最终,建设方只有通过二次加固对严重破坏的桥梁施以必要措施。二次加固使桥梁的施工费用大大增加,同时桥梁的使用寿命受到严重影响。所以在桥梁设计初期就应进行充分的实地考察,依据桥梁的最低使用寿命、最低承受荷载数、使用环境就载荷设计进行反复推敲。荷载设计可以参考附近公路高峰时期车辆流通情况、最大荷载车辆重量等信息。本着进一步提高设计荷载的原则,搜集完备资料数据后方可进行荷载设计,将荷载超标导致的裂缝情况减小到最低。
3.2完善桥梁施工建设、控制桥梁护层
为保证桥梁施工质量建设,桥梁施工单位应采用合格的施工材料,对施工人员进行科学的施工培训,严格树立高效的质量控制意识。坚决杜绝施为提高施工效率,一味追求加快施工进度的情况。坚决抵制为节约投资成本大肆选用劣质钢筋、低劣混凝土进行施工的情况。一味求快、粗制滥造将导致桥梁施工各个环节恶性循环,最终危害整个社会的道路交通施工管理事业。
管理桥梁施工的各项工作,从施工材料、科学施工等环节入手,严密监控工程质量。这是杜绝裂缝现象发生的前提。提高桥梁施工建设质量,使桥梁的保护层不遭受外界侵害。一、施工中,质量检测人员应对各类材料进行严格的质量检查及时、有效控制施工材料质量。二、浇注施工中,对粗料进行水洗,尤其是水泥、砂石,使杂质对施工影响降到最低。三、在桥梁保护层施工中,严格控制材料采购环节,确保保护层施工的各项材料质量达标。例如,保护层垫块的质量控制。垫块选用高强度的硅质材料,同时测算垫块距离,保证垫块均匀受力,防止因垫块布局不合理、受力不均匀或过大而导致损坏,造成桥梁保护层厚度不同。施工中合理增加桥梁保护层垫块厚度,杜绝因保护层厚度不一导致施工裂缝。施工中若发现桥梁保护层有损害,立即停止浇注并进行补救,使浇注施工在完善控制下高效开展。
3.3施工质量控制预防裂缝的措施
在预防裂缝产生的施工质量控制过程中,首先,要认真处理支架的地基,防止支架地基出现不均匀沉降;其次,支架预压,为消除支架及基础产生变形,利用与箱梁相等重量的静载对支架进行等荷预压;再次,正确的拆架时间与方法采用,高度重视施工支架的拆架程序;最后,大力改进混凝土的施工工艺,可通过:(1)控制温度;(2)选择合适的添加剂;(3)合理安排混凝土的浇筑时间;(4)振捣。
4.结语
质量是安全建设和生产的关键。桥梁建设质量、桥梁荷载力、使用寿命都是需要考虑的因素。我国道路交通事业不断发展,需要牢固树立质量意识,以道路质量为最高要求,时刻把安全放在首位。思想上高度重视,树立以人为本的思想;行动上组织技术攻关,强化质量管理,优化施工工艺。只有充分认清裂缝产生原因,找出施工存在的不合理因素,从施工材料监控入手,才能有效延长桥梁使用寿命,使裂缝产生概率降到最低,强化其交通运输服务职能。
参考文献
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