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摘 要:伴随当前我国公路桥梁工程建设不断发展,我国交通运输网络覆盖面积不断扩大,其中桥梁工程是其中一个非常重要的环节。在桥梁工程建设过程中,对桥梁施工质量的控制非常关键,其中桥梁裂缝就是其中一个常见问题,本文就针对我国贵州省某段桥梁工程建设为例,对其中桥梁裂缝产生的具体原因进行了分析。
关键词:桥梁工程;裂缝;问题分析
中图分类号:U445.71 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0187-02
在桥梁工程建设发展过程中,在桥梁工程质量控制上经常会产生各种质量问题,严重影响到了工程施工整体质量,严重的还会造成桥梁整体垮塌。在桥梁工程建设过程中,混凝土开裂是其中比较常见的问题,这种问题对桥梁工程施工人员带来了比较大的挑战。在桥梁工程施工当中,如果采取一些相应的解决措施,会在很大程度上对混凝土施工裂缝问题进行解决。为了最大程度上对桥梁混凝土裂缝问题进行解决,相关施工人员需要对各方面施工技术加以改进,并且在混凝土结构产生裂缝的原因很多,并且在类型上比较复杂,其中还有很多外界因素对其形成严重干扰,在桥梁裂缝产生的主要原因有荷载裂缝、温度变化产生裂缝以及收缩问题产生的裂缝等,本文就针对我国贵州省某桥梁工程建设为例,重点分析桥梁裂缝的类型和成因。
1 工程概况
通过对我国贵州省某桥梁建设工程进行了分析,通过对桥梁整体结构分析得出,该桥梁桩基共102根,桩长2585.4m,桩径为?准120cm、?准130cm、?准150cm、?准180cm、?准200cm五种,根据现场实际情况所有桩基采用冲孔灌注桩施工辅以人工挖孔两种方式进行,桩基深度小于25m无不良地质的干孔桩可以采用人工开挖;其它地质不良、桩长较长或采用钻孔钻施工可加快施工进度的桩基采用冲孔灌注施工工艺,在对桥梁整体工程结构质量进行考察过程,发现了在桥梁部分混凝土结构上产生了大量程度不同的裂缝问题,并且在大桥表面上衔接部分处也产生比较明显的裂缝情况,针对这一问题相关研究人员进行了桥梁裂缝问题进行了详细分析。
2 桥梁裂缝产生的主要原因分析
2.1 环境温度变化产生的裂缝
在桥梁工程施工过程中,混凝土具有热胀冷缩的性质,并且在外部温度环境或者是混凝土内部温度产生变化的时候,混凝土会受到温度的影响产生形变,在受到形变应力产生的影响,混凝土内部结构会产生一定的应力,在应力超过了混凝土实际抗拉强度的时候,就会产生混凝土裂缝问题。在一些跨海大桥的施工过程中,在混凝土表面的温度应力甚至可能超过活载应力,其中在温度应力产生的裂缝问题,主要是随着温度的变化进行扩张或者是闭合,造成温度变化的主要因素分为:
2.1.1 年温差
在一年四季当中温度会不断的进行变化,但是在变化的程度上相对比较缓慢,这对桥梁的整体结构上产生了一定的影响,其中主要的问题就是造成桥梁在纵向上产生位移,同时通过桥面上的伸缩缝、支座移动或者是设置柔性桥墩等相关方式进行有效协调,只有在桥梁整体位移受到限制的时候,才会产生混凝土温度裂缝问题。比如,在一些拱桥、钢架桥等类型中的变化尤为明显。
2.1.2 日常温差
在桥梁面板上、主桥梁上或者是桥墩的侧面上,在受到了太阳暴晒之后,在表面温度上会明显的高出其他部分的温度,同时在温度梯形上呈现出一种非线性的分布状态。由于受到本身的约束性作用,造成了局部位置的张拉应力比较明显,并且其中还会产生比较明显的裂缝情况,在日常温度突然下降,造成了桥体表面温度下架,进而产生了收缩应力之后,很容易造成桥梁混凝土产生裂缝。
2.1.3 水化热
在桥梁工程施工过程中,在大体积混凝土施工当中,实际施工厚度超过2.0m之后,水泥水化之后会放出一定的热量,造成了混凝土内部的温度过高,内外温差相对比较大,造成了混凝土施工避免产生裂缝问题。因此,在实际施工过程当中需要尽可能选择水化热比较低的混凝土类型,并且明确限制水泥的单位用量,降低骨料中的具体入模温度,降低了混凝土内外的温差值,并且在必要的情况下可以使用循环冷却系统来进行内部散热,保证混凝土内部温度保持在一种相对稳定的状态,防止产生裂缝问题。
2.2 收缩引起的裂缝
在工程施工过程当中,混凝土由于收缩造成的裂缝问题是比较常见的。在混凝土收缩的类型当中,塑性收缩与缩水收缩,是造成混凝土产生比较明显形变的最关键原因,除此之外,其中还存在自生收缩以及碳化收缩等。
在塑性收缩问题上,主要是发生的混凝土施工过程中,或者是混凝土浇筑完成的4~5h之后,在此时间段内水泥所产生的水化反应会非常的激烈,同时在分子链会慢慢形成,所产生的泌水与水分的蒸发现象比较明显,混凝土在失水之后产生了收缩性问题,同时因为混凝土骨料由于自重产生下沉问题,在混凝土还没有完全硬化的时候的状态,称之为塑性收缩。在是U型收缩所产生的级别量非常大,通常可以达到1%。在混凝土骨料不断下沉的过程中,要是受到了钢筋阻力之后,就会造成沿着钢筋方向上的裂缝问题。
缩水收缩。在混凝土结硬之后,随着混凝土表层的水分慢慢蒸发,在混凝土整体的湿度上不断降低,同时混凝土体积也在慢慢减小,这也称之为缩水收缩。由于混凝土表面的水分损失比较快,同时在内部资源的损耗量上比较慢,因此,在混凝土表面上形成的收缩程度比较大,同时在内部收缩上产生了不均匀的问题,在表面收缩产生形变的时候,受到了内部混凝土应力产生的约束,造成了混凝土标准所承受的拉力比较大,当中表面混凝土所承受的压力,和其实际产生的抗拉强度存在差异的时候,就会产生收缩裂缝。
2.3 碳化收缩
在大氣环境当中的二氧化碳和水泥产生的水化物,在化学反应过程中产生了收缩形变,其中碳化收缩在湿度保持在50%左右的时候才可以发生,并且伴随二氧化碳的整体浓度的加快和上升。通常来讲碳化收缩不用做计算。混凝土收缩裂缝的主要特点,其中大部分都属于表面裂缝,在裂缝的宽度上比较小,并且在横向上产生交错,形成龟裂的状态,其中影响混凝土收缩裂缝的主要原因分为水泥类型、水泥标号以及水泥的实际用量等方面,并且混凝土中的骨料品种也比较多,比如石英、石灰岩。花岗岩等,在吸水性上都比较低,其中角闪岩和板岩骨料在吸水率上就比较大,同时所产生的收缩性就比较高。在水灰比上,混凝土用量越大,则水灰比就越高,混凝土所产生的收缩比例就越大。除此之外,水泥的标号越低、单位体积用料量越大,程度也就越大,在混凝土产生的收缩程度上就比较强,在实际施工过程中经常会采用强行增加水泥用量方式来进行施工,造成混凝土整体结构的收缩应力上升。
3 结束语
通过本文对桥梁施工中产生混凝土裂缝的主要原因分析和总结,可以看出在当前桥梁工程施工过程中,要想保证桥梁工程整体质量,需要对桥梁裂缝问题加以充分解决,通过对混凝土材料的配合比以及施工方式和保养方式上出发,最大限度上降低混凝土裂缝问题,这对桥梁的整体的稳定和安全性都起到了充分保障,同时对我国公路交通建设发展越起到了促进性作用。
参考文献
[1]和 乐.浅析混凝土桥梁裂缝产生的原因及工程实例分析[J].中国建筑金属结构,2013(22):224.
[2]卢新兵.浅析公路桥梁混凝土裂缝成因及处理方法[J].商品混土,2013(09):116+118.
[3]路 明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑,2007(04):327~329.
[4]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[M].北京:人民交通出版社,2004.
收稿日期:2018-8-14
关键词:桥梁工程;裂缝;问题分析
中图分类号:U445.71 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0187-02
在桥梁工程建设发展过程中,在桥梁工程质量控制上经常会产生各种质量问题,严重影响到了工程施工整体质量,严重的还会造成桥梁整体垮塌。在桥梁工程建设过程中,混凝土开裂是其中比较常见的问题,这种问题对桥梁工程施工人员带来了比较大的挑战。在桥梁工程施工当中,如果采取一些相应的解决措施,会在很大程度上对混凝土施工裂缝问题进行解决。为了最大程度上对桥梁混凝土裂缝问题进行解决,相关施工人员需要对各方面施工技术加以改进,并且在混凝土结构产生裂缝的原因很多,并且在类型上比较复杂,其中还有很多外界因素对其形成严重干扰,在桥梁裂缝产生的主要原因有荷载裂缝、温度变化产生裂缝以及收缩问题产生的裂缝等,本文就针对我国贵州省某桥梁工程建设为例,重点分析桥梁裂缝的类型和成因。
1 工程概况
通过对我国贵州省某桥梁建设工程进行了分析,通过对桥梁整体结构分析得出,该桥梁桩基共102根,桩长2585.4m,桩径为?准120cm、?准130cm、?准150cm、?准180cm、?准200cm五种,根据现场实际情况所有桩基采用冲孔灌注桩施工辅以人工挖孔两种方式进行,桩基深度小于25m无不良地质的干孔桩可以采用人工开挖;其它地质不良、桩长较长或采用钻孔钻施工可加快施工进度的桩基采用冲孔灌注施工工艺,在对桥梁整体工程结构质量进行考察过程,发现了在桥梁部分混凝土结构上产生了大量程度不同的裂缝问题,并且在大桥表面上衔接部分处也产生比较明显的裂缝情况,针对这一问题相关研究人员进行了桥梁裂缝问题进行了详细分析。
2 桥梁裂缝产生的主要原因分析
2.1 环境温度变化产生的裂缝
在桥梁工程施工过程中,混凝土具有热胀冷缩的性质,并且在外部温度环境或者是混凝土内部温度产生变化的时候,混凝土会受到温度的影响产生形变,在受到形变应力产生的影响,混凝土内部结构会产生一定的应力,在应力超过了混凝土实际抗拉强度的时候,就会产生混凝土裂缝问题。在一些跨海大桥的施工过程中,在混凝土表面的温度应力甚至可能超过活载应力,其中在温度应力产生的裂缝问题,主要是随着温度的变化进行扩张或者是闭合,造成温度变化的主要因素分为:
2.1.1 年温差
在一年四季当中温度会不断的进行变化,但是在变化的程度上相对比较缓慢,这对桥梁的整体结构上产生了一定的影响,其中主要的问题就是造成桥梁在纵向上产生位移,同时通过桥面上的伸缩缝、支座移动或者是设置柔性桥墩等相关方式进行有效协调,只有在桥梁整体位移受到限制的时候,才会产生混凝土温度裂缝问题。比如,在一些拱桥、钢架桥等类型中的变化尤为明显。
2.1.2 日常温差
在桥梁面板上、主桥梁上或者是桥墩的侧面上,在受到了太阳暴晒之后,在表面温度上会明显的高出其他部分的温度,同时在温度梯形上呈现出一种非线性的分布状态。由于受到本身的约束性作用,造成了局部位置的张拉应力比较明显,并且其中还会产生比较明显的裂缝情况,在日常温度突然下降,造成了桥体表面温度下架,进而产生了收缩应力之后,很容易造成桥梁混凝土产生裂缝。
2.1.3 水化热
在桥梁工程施工过程中,在大体积混凝土施工当中,实际施工厚度超过2.0m之后,水泥水化之后会放出一定的热量,造成了混凝土内部的温度过高,内外温差相对比较大,造成了混凝土施工避免产生裂缝问题。因此,在实际施工过程当中需要尽可能选择水化热比较低的混凝土类型,并且明确限制水泥的单位用量,降低骨料中的具体入模温度,降低了混凝土内外的温差值,并且在必要的情况下可以使用循环冷却系统来进行内部散热,保证混凝土内部温度保持在一种相对稳定的状态,防止产生裂缝问题。
2.2 收缩引起的裂缝
在工程施工过程当中,混凝土由于收缩造成的裂缝问题是比较常见的。在混凝土收缩的类型当中,塑性收缩与缩水收缩,是造成混凝土产生比较明显形变的最关键原因,除此之外,其中还存在自生收缩以及碳化收缩等。
在塑性收缩问题上,主要是发生的混凝土施工过程中,或者是混凝土浇筑完成的4~5h之后,在此时间段内水泥所产生的水化反应会非常的激烈,同时在分子链会慢慢形成,所产生的泌水与水分的蒸发现象比较明显,混凝土在失水之后产生了收缩性问题,同时因为混凝土骨料由于自重产生下沉问题,在混凝土还没有完全硬化的时候的状态,称之为塑性收缩。在是U型收缩所产生的级别量非常大,通常可以达到1%。在混凝土骨料不断下沉的过程中,要是受到了钢筋阻力之后,就会造成沿着钢筋方向上的裂缝问题。
缩水收缩。在混凝土结硬之后,随着混凝土表层的水分慢慢蒸发,在混凝土整体的湿度上不断降低,同时混凝土体积也在慢慢减小,这也称之为缩水收缩。由于混凝土表面的水分损失比较快,同时在内部资源的损耗量上比较慢,因此,在混凝土表面上形成的收缩程度比较大,同时在内部收缩上产生了不均匀的问题,在表面收缩产生形变的时候,受到了内部混凝土应力产生的约束,造成了混凝土标准所承受的拉力比较大,当中表面混凝土所承受的压力,和其实际产生的抗拉强度存在差异的时候,就会产生收缩裂缝。
2.3 碳化收缩
在大氣环境当中的二氧化碳和水泥产生的水化物,在化学反应过程中产生了收缩形变,其中碳化收缩在湿度保持在50%左右的时候才可以发生,并且伴随二氧化碳的整体浓度的加快和上升。通常来讲碳化收缩不用做计算。混凝土收缩裂缝的主要特点,其中大部分都属于表面裂缝,在裂缝的宽度上比较小,并且在横向上产生交错,形成龟裂的状态,其中影响混凝土收缩裂缝的主要原因分为水泥类型、水泥标号以及水泥的实际用量等方面,并且混凝土中的骨料品种也比较多,比如石英、石灰岩。花岗岩等,在吸水性上都比较低,其中角闪岩和板岩骨料在吸水率上就比较大,同时所产生的收缩性就比较高。在水灰比上,混凝土用量越大,则水灰比就越高,混凝土所产生的收缩比例就越大。除此之外,水泥的标号越低、单位体积用料量越大,程度也就越大,在混凝土产生的收缩程度上就比较强,在实际施工过程中经常会采用强行增加水泥用量方式来进行施工,造成混凝土整体结构的收缩应力上升。
3 结束语
通过本文对桥梁施工中产生混凝土裂缝的主要原因分析和总结,可以看出在当前桥梁工程施工过程中,要想保证桥梁工程整体质量,需要对桥梁裂缝问题加以充分解决,通过对混凝土材料的配合比以及施工方式和保养方式上出发,最大限度上降低混凝土裂缝问题,这对桥梁的整体的稳定和安全性都起到了充分保障,同时对我国公路交通建设发展越起到了促进性作用。
参考文献
[1]和 乐.浅析混凝土桥梁裂缝产生的原因及工程实例分析[J].中国建筑金属结构,2013(22):224.
[2]卢新兵.浅析公路桥梁混凝土裂缝成因及处理方法[J].商品混土,2013(09):116+118.
[3]路 明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑,2007(04):327~329.
[4]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[M].北京:人民交通出版社,2004.
收稿日期:2018-8-14