桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施

桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施

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摘要:本文针对桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施,结合理论实践,在介绍混凝土裂缝对桥梁危害的基础上,分析了混凝土裂缝的成因,并提出相应的处理措施,包括:加强温度的合理控制、提升地基施工的质量、合理的设计荷载及桥梁结构的布局、改善施工工艺、合理应用裂缝处理。分析结果表明:在桥梁施工中切实做好裂缝处理措施,可提升桥梁的稳定性,施工质量,使用寿命,值得推广应用。

关键词:桥梁施工;混凝土裂缝;温度控制;荷载设计

【引言】由于水泥具有水化反应的特性,在固化过程中会释放出大量的水化热,如果施工工序不合理或者缺乏完善的质量管控措施,就会形成裂缝。裂缝是桥梁混凝土施工中常见的质量问题,会破坏桥梁结构的稳定性。基于此,本文结合理论实践,对桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施,做了如下分析。

1、裂缝对桥梁施工造成的危害

第一,裂缝的存在会破坏桥梁结构的稳定性。在桥梁施工中一旦形成裂缝,就会导致空气中水分、有机物等进行入裂缝内部,对混凝土结构和钢筋造成氧化腐蚀,失去原有的性能。

第二,裂缝的存在也不利用桥梁安全性和使用性的提升,裂缝是桥梁施工中常见的质量病害,如果不进行合理处理,在外界因素和车辆荷载的影响下会进一步扩大,从而影响桥梁的安全性。

第三,裂缝的存在还会缩短桥梁的使用寿命,如果桥梁表明发生裂缝,会降低表层对混凝土结构和钢结构的保护效果,从而缩短桥梁工程的使用寿命。

2、桥梁施工中混凝土裂缝成因分析

2.1温度变化

无论是混凝土材料和钢筋材料都具有热胀冷缩的特性,也是发生裂缝的主要原因。如果在施工中,混凝土内部温度和外界外温度差异比较大,就会产生温度应力,导致混凝土结构发生变形,在混凝土内形成应力膨胀,超过混凝土极限抗拉值时就会形成裂缝。随着温度变化,此种裂缝也会随之变化。

2.2地基发生不均匀沉降

一旦桥梁地基发生不均匀沉降,就会导致混凝土结构局部发生变形,致使混凝土内部形成附加应力,当附加应力超过混凝土极限强度时,就会产生裂缝。导致地基发生不均匀沉降的主要原因是施工时地质勘探不全面,在地基施工采用的施工技术难以有效加固地基【1】。此外,在施工中地基条件和周围的自然环境比较恶劣,都会影响地基施工质量。

2.3设计不合理

设计质量是桥梁施工建设保质保量完成的基础,如果在桥梁设计中没有充分考虑桥梁的荷载和结构布局,就无法为桥梁施工提供参考和指导。从桥梁施工混凝土裂缝成因的本质上而言,几乎80%以上的裂缝都和设计不合理有关。如果在设计中没有充分先现场地质条件和工程特性,就无法保证设计的针对性,从而引发设计和实际情况不一致的问题,也无法保证施工质量,进而引发混凝土裂缝。

2.4施工不规范

施工不规范也是引发混凝土裂缝的主要原因,比如:在施工中没有对施工原材料的质量和性能进行全面检测,就无法保证混凝土施工质量,进而引发裂缝。在施工中如果没有按照相应的工序和标准进行施工,也是引起裂缝的主要原因。

3、桥梁施工中混凝土裂缝处理措施

3.1加强对温度的合理控制

加强对温度合理控制的方法很多,主要体现在以下几个方面:

第一,合理改善骨料级配,采用干硬性混凝土,或者适量的添加剂,以减少水泥的使用量,在混凝土拌合时,采用深井水或者对碎石进行冷却处理【2】。或者在混凝土浇筑过程中埋设水管,通入冷却水进行降温处理等。

第二,分块分阶段浇筑后,合理调整施工工序,避免在混凝土浇筑时形成过大的高差。另外,改善混凝土的性能,提升抗裂性也可以有效预制温度裂缝的形成。

第三,加强对混凝土拌合时间及运输时间的控制,避免水分过量蒸发,影响混凝土的塌落度。

第四,混凝土浇筑振捣完成后,及时覆盖洒水养护,根据外界温度、湿度、风力等,合理调整洒水的次数和洒水量,为混凝土固化营造良好的环境。

3.2提升基础稳定性

地基是桥梁施工的核心环节,对桥梁工程的稳定性有至关重要的影响。因此,在地基施工前,要先对地质条件进行全面勘探,根据地质结构选择有针对性的地基加固技术,以提升的地基的承载力和可靠性。并做好地基沉降监测工作,根据沉降值及时调整施工方法,以保证桥梁整体结构的稳定性。

3.3合理设计桥梁荷载和结构布局

设计是桥梁施工的重中之重,在施工前,结合地质勘探报告和桥梁工程的特性,对桥梁整体结构的布局和荷载情况进行全面设计。在载荷计算分析时,要注重施工机械设备的所需的荷载,设计荷载要大于桥梁工程使用荷载的1.5~2.0倍。对钢筋布置情况合理调整,为混凝土浇筑提供良好的空间,以保证混凝土施工质量,避免发生裂缝。

3.4优化施工工艺,提升混凝土的抗裂性

优化混凝土施工工艺,提升抗裂性可以从以下几个方面同时入手:

第一,分层浇筑。桥梁施工中需要用到大量对混凝土,要按照大体积混凝土施工标准和规范进行施工。通过分层浇筑法,可提升混凝土水化热散失的速率,降低混凝土内外温差【3】。

第二,合理改善配筋,避免发生应力集中,为抑制裂缝的形成,需要在孔洞四周容易发生应力变化的位置,合理配置钢筋。

第三,合理设置后浇带,在桥梁混凝土浇筑过程中,通过设置后浇带,既能降低外部约束力和温度应力,也可以为混凝土散热提供良好条件。

第四,加强养护。在施工现场进行养护指导,及时监测混凝土内部温度,并进行反馈,为调整养护方法提供数据支持。

3.5选择合理的裂缝防治方法

在目前桥梁混凝土裂缝防治中,常用的方法有以下几种:

第一种,注入法。针对裂缝狭窄,并且处理难度大混凝土裂缝,可采用将修补材料注入裂缝内部进行处理的方法,常用的方法有:加大截面加固法、增强粘贴纤维复合材料加固法等。

第二种,填充法。主要应用在处理宽度比较大的裂缝中,具体做法为:通过裂缝修补材料直接铺盖裂缝的方法,进行裂缝处理。具有操作方法简单、费用低等优势,是目前桥梁混凝土裂缝处理中应用的主流技术之一。

第二种,仿生自愈合法。是一种比较新颖的裂缝处理方法,主要原理是:模仿生物组织,对裂缝自动分泌加固物质,促使裂缝自动愈合【4】。在混凝土组分中加入适量的液芯纤维,形成智能型仿生自动愈合神经网络系统,一旦出现裂缝,分泌出的液芯纤维可促使裂缝自动愈合。但此种裂缝处理技术的成本较高,尚未得到大范围推广,但具有非常广泛的应用前景。

结束语

综上所述,本文结合理论实践,分析了桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施,分析结果表明,在桥梁施工中一旦发生混凝土裂缝,不但都会影响桥梁工程的稳定性,而且也不利于使用安全性的提升。但在具体施工中,由于有水泥的存在,混凝土裂缝是客观存在的,很难从根本上得到规避,只能根据裂缝的成因的不同,选择与之相适的处理方法来抑制裂缝,保证施工质量。因此,在具体施工中,要从加强对温度的合理控制、提升基础稳定性、合理设计桥梁荷载和结构布局、优化施工工艺、选择合理的裂缝防治方法等方面入手,才能有效控制裂缝,满足工程质量需求。

参考文献:

[1]王翰林.桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及处理措施[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(11):181-182.

[2]陈帮然.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].工程建设与设计,2018(17):185-187.

[3]吴海.道路桥梁施工技术及裂缝成因[J].交通世界,2018(16):96-97.

[4]韦德诚.桥梁施工过程中的裂缝成因分析[J].西部交通科技,2018(01):110-112.

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