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【摘 要】裂缝是桥梁工程中存在的主要质量通病,它的出现不但降低了桥梁的耐久度和抗渗能力,而且影响了桥梁工程的使用功能和承载能力。随着现代施工技术的不断进步,桥梁工程质量也得到了明显的提高,为了确保桥梁安全,充分发挥其应有的经济效益和社会功能,在桥梁施工过程中深入研究裂缝形成原因,并提出相应的预防对策是十分必要的。本文深入分析了桥梁施工裂缝产生的原因,并对其预防措施进行了简要阐述。
【关键词】桥梁工程;混凝土裂缝;成因;防治措施
混凝土裂缝在桥梁工程中无处不在,是桥梁的通病。尽管我们在工程施工中采取了各种预防措施,但是裂缝现象仍是时有发生。桥梁裂缝的出现通常都会造成桥梁内部的钢筋等材料的腐蚀,降低了钢筋混凝土的承载能力、抗渗能力和耐久性,还影响了桥梁的外观、使用寿命,同时还严重的威胁到人民的生命财产安全。
一、桥梁裂缝的分类
裂缝是建筑工程的通病,在桥梁工程中,其影响更大。裂缝按照出方式可以分为两类:
首先由静荷载和动荷载应力引起的混凝土裂缝,这种裂缝结构属于受力性裂缝也被称之为结构性裂缝。主要是由于结构承载力不足而引起的,这也是混凝土强度不足的前兆,这种裂缝一旦产生,也标志着混凝土结构内部存在着较大隐患与危险性。
其次,桥梁结构变形而引起的混凝土裂缝,这种裂缝的产生是一种非受力性质的裂缝形式,也被称之为非结构性裂缝。这种裂缝主要是由于结构内部的自身应力不足而造成的。
经过多年的工作实践和调查结果得出,桥梁施工裂缝的产生多数属于变形裂缝,是由于桥梁结构受到温度、不均匀沉降和收缩应力形成的。而属于荷载引起的裂缝在整个桥梁结构中仅占了20%左右。
二、桥梁施工裂缝的成因
桥梁施工裂缝按照产生原因主要可以分为有害裂缝和无害裂缝两种。其中无害裂缝多是裂缝结构较小,不对桥梁结构产生影响的一种混凝土裂缝。而有害裂缝则给混凝土结构、耐久性、防渗性等带来巨大的影响。本文主要针对桥梁施工混凝土有害裂缝产生原因进行分析。桥梁裂缝产生的主要原因有以下几种:
1、原材料的影响而产生的裂缝
桥梁裂缝的产生主要来自于混凝土裂缝,而混凝土是一种由砂、骨料、水泥和水按照一定比例通过拌和而组成的混合材料。混凝土在配和过程中所使用的材料质量不合格或者达不到设计标准,则可能导致结构出现裂缝和和产生应力隐患。主要的材料裂缝有以下几个方面:
1.1粗细集料中含泥量过大,造成混凝土配和中出现收缩增大的影响。在混凝土陪和过程中,泥量的超标不仅造成混凝土强度和抗渗性的降低,还容易使得混凝土在凝固中出现干缩和网状裂缝。
1.2、拌和用水及外加剂中含有各种杂质和对钢筋腐蚀性较强的物质。在有些桥梁工程建设中,建筑企業为了节省工程投入成本而采用海水或者含碱泉水进行混凝土拌和,这种做法容易引起混凝土碱骨料发生变化而产生裂缝。
1.3、水泥质量不达标,水泥在选择中其等级越高、细度越细、早强越高对于混凝土开裂的影响就越大。
2、荷载引起的裂缝
由于在施工的过程中工程施工管理人员不曾对施工机具、材料加以限制,也不了解与之结构的受力特点,在施工之中随意的对混凝土材料进行翻转,各种材料随意摆放而造成混凝土出现荷载裂缝,这种裂缝也有的是由于振动不足和混凝土耐疲劳能力不够而引起的裂缝。
3、施工工艺质量引起的裂缝
混凝土结构施工是一项技术要求十分严格的工程结构,在施工的过程中混凝土陪和、浇筑、模板安装、振捣、吊装等工艺都需要进行全面控制,其在施工中一旦出现工艺不合理、施工质量低劣,很容易造成各种混凝土裂缝的产生。其常见的施工缺陷主要有以下几个方面:
3.1在施工的过程中由于混凝土保护层结构较厚,以致于工作人员在混凝土结构上部直接进行施工,这就造成混凝土结构受力增大,进而导致构件的有效高度减小,在钢筋垂直方向出现裂缝隐患。
3.2混凝土在振捣施工中,由于振捣不密实、不均匀和不合理而造成混凝土表面出现空洞、蜂窝和麻面裂缝,进而引起钢筋锈蚀或者其他地方出现荷载裂缝。
3.3、在混凝土浇筑的过程中,工作人员未曾对浇筑速度加以控制,在这种情况下,造成混凝土流动性低,有些地方出现混凝土过多而在一些死角部位而出现混凝土压实不足,这就容易导致混凝土在硬化后出现浇筑不均匀和收缩性裂缝。
3.4、混凝土在搅拌和运输环节花费时间多,导致混凝土水分蒸发,而引起在浇筑和振捣中混凝土坍落度降低,使得混凝土在体积上出现不规则的裂缝形式。
3.5混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
4、化学裂缝
化学裂缝是由于混凝土内部材料受到化学反应而引起的裂缝形式,这种裂缝是一种收缩性裂缝。其主要的裂缝产生原因有:
4.1、混凝土收缩裂缝,这种裂缝结构主要产生在混凝土表面,裂缝结构呈现出一种密集、错综交横且龟裂状趋势。这种裂缝主要是在混凝土结构不受外力影响之下产生的。是混凝土在硬化环节受到内部拉应力而产生的一种混凝土开裂现象。在硬化初期,主要是由于水泥在水化凝固的过程中产生体积变化而引起的,而在后期,则是由于水分蒸发过快而引起的裂缝形式。
4.2、水泥水化热裂缝,由于水泥水化的过程中容易释放出大量的热能,且这些热能一般都分布集中,这就造成水泥内部温度上升,尤其是在大面积混凝土中热量更是高的惊人。这种热能的产生极容易引起混凝土出现温度梯度,从而使得内部产生相应压应力和拉应力。
三、桥梁施工质量的防治措施
1严格控制建筑材料的质量
建筑材料的质量直接影响到最终产品的质量,因此,在进场之前,首先要进行材质试验,不合格的一律不准进场与使用。进场后,还要随机进行抽样试验,发现不合格的应进行妥善处理。
2温度的控制
2.1改善骨料级配,采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时问,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化;施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施。
2.2合理地分缝分块,避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。另外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。
3加强质量意识教育
对各级施工人员要进行系统地、持之以恒地教育,增强质量意识,以充分发挥施工人员的主观能动性,增强革命事业心和工作责任感,树立正确对待进度与质量、质量与效益、“质量第一”、“以质量求生存、以质量求发展”的观念。
4加强技术培训
对施工人员加强技术培训,以提高理论知识水平和操作技能。特别是一些特殊工种的工人,如电焊工、硅工等,要实施持证上岗。未经专业培训或经培训未取得合格证的一律不准上岗。
5加强砼的养护工作
目前我国的桥梁工程多数是混凝土结构,质量的一个重要指标就是硅的强度。而强度的高低除涉及设计施工外,主要取决于后期的养护工作。所以,硅养护工作是保证硷强度的关键工序,要加强砼构件的养护,以保证硷的强度。
四、结束语
桥梁裂缝产生的原因复杂、种类繁多,如果不对裂缝进行系统全面的分析和研究,就很难掌握桥梁病害产生的机理。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍,但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理,同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术,裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。■
【关键词】桥梁工程;混凝土裂缝;成因;防治措施
混凝土裂缝在桥梁工程中无处不在,是桥梁的通病。尽管我们在工程施工中采取了各种预防措施,但是裂缝现象仍是时有发生。桥梁裂缝的出现通常都会造成桥梁内部的钢筋等材料的腐蚀,降低了钢筋混凝土的承载能力、抗渗能力和耐久性,还影响了桥梁的外观、使用寿命,同时还严重的威胁到人民的生命财产安全。
一、桥梁裂缝的分类
裂缝是建筑工程的通病,在桥梁工程中,其影响更大。裂缝按照出方式可以分为两类:
首先由静荷载和动荷载应力引起的混凝土裂缝,这种裂缝结构属于受力性裂缝也被称之为结构性裂缝。主要是由于结构承载力不足而引起的,这也是混凝土强度不足的前兆,这种裂缝一旦产生,也标志着混凝土结构内部存在着较大隐患与危险性。
其次,桥梁结构变形而引起的混凝土裂缝,这种裂缝的产生是一种非受力性质的裂缝形式,也被称之为非结构性裂缝。这种裂缝主要是由于结构内部的自身应力不足而造成的。
经过多年的工作实践和调查结果得出,桥梁施工裂缝的产生多数属于变形裂缝,是由于桥梁结构受到温度、不均匀沉降和收缩应力形成的。而属于荷载引起的裂缝在整个桥梁结构中仅占了20%左右。
二、桥梁施工裂缝的成因
桥梁施工裂缝按照产生原因主要可以分为有害裂缝和无害裂缝两种。其中无害裂缝多是裂缝结构较小,不对桥梁结构产生影响的一种混凝土裂缝。而有害裂缝则给混凝土结构、耐久性、防渗性等带来巨大的影响。本文主要针对桥梁施工混凝土有害裂缝产生原因进行分析。桥梁裂缝产生的主要原因有以下几种:
1、原材料的影响而产生的裂缝
桥梁裂缝的产生主要来自于混凝土裂缝,而混凝土是一种由砂、骨料、水泥和水按照一定比例通过拌和而组成的混合材料。混凝土在配和过程中所使用的材料质量不合格或者达不到设计标准,则可能导致结构出现裂缝和和产生应力隐患。主要的材料裂缝有以下几个方面:
1.1粗细集料中含泥量过大,造成混凝土配和中出现收缩增大的影响。在混凝土陪和过程中,泥量的超标不仅造成混凝土强度和抗渗性的降低,还容易使得混凝土在凝固中出现干缩和网状裂缝。
1.2、拌和用水及外加剂中含有各种杂质和对钢筋腐蚀性较强的物质。在有些桥梁工程建设中,建筑企業为了节省工程投入成本而采用海水或者含碱泉水进行混凝土拌和,这种做法容易引起混凝土碱骨料发生变化而产生裂缝。
1.3、水泥质量不达标,水泥在选择中其等级越高、细度越细、早强越高对于混凝土开裂的影响就越大。
2、荷载引起的裂缝
由于在施工的过程中工程施工管理人员不曾对施工机具、材料加以限制,也不了解与之结构的受力特点,在施工之中随意的对混凝土材料进行翻转,各种材料随意摆放而造成混凝土出现荷载裂缝,这种裂缝也有的是由于振动不足和混凝土耐疲劳能力不够而引起的裂缝。
3、施工工艺质量引起的裂缝
混凝土结构施工是一项技术要求十分严格的工程结构,在施工的过程中混凝土陪和、浇筑、模板安装、振捣、吊装等工艺都需要进行全面控制,其在施工中一旦出现工艺不合理、施工质量低劣,很容易造成各种混凝土裂缝的产生。其常见的施工缺陷主要有以下几个方面:
3.1在施工的过程中由于混凝土保护层结构较厚,以致于工作人员在混凝土结构上部直接进行施工,这就造成混凝土结构受力增大,进而导致构件的有效高度减小,在钢筋垂直方向出现裂缝隐患。
3.2混凝土在振捣施工中,由于振捣不密实、不均匀和不合理而造成混凝土表面出现空洞、蜂窝和麻面裂缝,进而引起钢筋锈蚀或者其他地方出现荷载裂缝。
3.3、在混凝土浇筑的过程中,工作人员未曾对浇筑速度加以控制,在这种情况下,造成混凝土流动性低,有些地方出现混凝土过多而在一些死角部位而出现混凝土压实不足,这就容易导致混凝土在硬化后出现浇筑不均匀和收缩性裂缝。
3.4、混凝土在搅拌和运输环节花费时间多,导致混凝土水分蒸发,而引起在浇筑和振捣中混凝土坍落度降低,使得混凝土在体积上出现不规则的裂缝形式。
3.5混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
4、化学裂缝
化学裂缝是由于混凝土内部材料受到化学反应而引起的裂缝形式,这种裂缝是一种收缩性裂缝。其主要的裂缝产生原因有:
4.1、混凝土收缩裂缝,这种裂缝结构主要产生在混凝土表面,裂缝结构呈现出一种密集、错综交横且龟裂状趋势。这种裂缝主要是在混凝土结构不受外力影响之下产生的。是混凝土在硬化环节受到内部拉应力而产生的一种混凝土开裂现象。在硬化初期,主要是由于水泥在水化凝固的过程中产生体积变化而引起的,而在后期,则是由于水分蒸发过快而引起的裂缝形式。
4.2、水泥水化热裂缝,由于水泥水化的过程中容易释放出大量的热能,且这些热能一般都分布集中,这就造成水泥内部温度上升,尤其是在大面积混凝土中热量更是高的惊人。这种热能的产生极容易引起混凝土出现温度梯度,从而使得内部产生相应压应力和拉应力。
三、桥梁施工质量的防治措施
1严格控制建筑材料的质量
建筑材料的质量直接影响到最终产品的质量,因此,在进场之前,首先要进行材质试验,不合格的一律不准进场与使用。进场后,还要随机进行抽样试验,发现不合格的应进行妥善处理。
2温度的控制
2.1改善骨料级配,采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时问,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化;施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施。
2.2合理地分缝分块,避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。另外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。
3加强质量意识教育
对各级施工人员要进行系统地、持之以恒地教育,增强质量意识,以充分发挥施工人员的主观能动性,增强革命事业心和工作责任感,树立正确对待进度与质量、质量与效益、“质量第一”、“以质量求生存、以质量求发展”的观念。
4加强技术培训
对施工人员加强技术培训,以提高理论知识水平和操作技能。特别是一些特殊工种的工人,如电焊工、硅工等,要实施持证上岗。未经专业培训或经培训未取得合格证的一律不准上岗。
5加强砼的养护工作
目前我国的桥梁工程多数是混凝土结构,质量的一个重要指标就是硅的强度。而强度的高低除涉及设计施工外,主要取决于后期的养护工作。所以,硅养护工作是保证硷强度的关键工序,要加强砼构件的养护,以保证硷的强度。
四、结束语
桥梁裂缝产生的原因复杂、种类繁多,如果不对裂缝进行系统全面的分析和研究,就很难掌握桥梁病害产生的机理。虽然目前桥梁结构存在的裂缝问题比较普遍,但是只要在设计和施工中能认识到桥梁结构常规裂缝机理,同时采取相应的一些桥梁结构裂缝加固处理技术,裂缝问题是可以减少甚至可以避免的。■