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建筑桥梁施工裂缝的成因及修补工艺研究

2014-08-15路致远长江工程职业技术学院湖北武汉430212

江西建材 2014年22期
关键词:结构性成因桥梁

■罗 俊,路致远 ■长江工程职业技术学院,湖北 武汉 430212

交通网络是国家各项社会事务运转和经济发展的物质基础,随着我国经济社会的发展,交通网络的建设越来越发挥其重要作用。桥梁建设是交通网络建设的必要环节,是完善的交通网络不可缺少的建筑体。近年来常出现由桥梁施工裂缝问题而引发的桥梁质量事故和交通事故,桥梁质量的监控成为桥梁建设与维护的重点工作。科学详细地分析桥梁出现裂缝的原因并针对每种原因提出行之有效的解决对策,可以防止桥梁建设中出现较大较多的裂缝,对于维护桥梁建筑的稳固安全性能和保障桥梁交通结构的质量具有重要价值[1-2]。

1 建筑桥梁施工裂缝的成因

建筑桥梁施工裂缝的原因主要有两种类型,包括结构性裂缝和非结构性裂缝,结构性裂缝可具体分为设计结构性裂缝和施工结构性裂缝。非结构性裂缝的原因主要来自外界因素,包括温差裂缝、冻胀裂缝、干燥裂缝和外力侵入性裂缝。

1.1 结构性裂缝的主要成因

桥梁结构结构性裂缝往往由多种原因相互影响而产生,裂缝出现的原因主要是施工工艺质量存在问题、荷载因素等。

(1)施工工艺存在问题。施工工艺不适当不纯熟是造成桥梁体出现裂缝的重要因素,主要是桥梁混凝土浇筑操作不当引起。裂缝呈现多种形式,包括水平的、表面的、深入的、横向的、纵向的和斜向的等。浇筑过程包括构建制作、起模、运输、拼装等多个环节技术操作水平不达标。常见的问题表现为混凝土振捣不充分,不均匀,有空洞和蜂窝状况出现;混凝土浇筑过程粗糙,浇筑速度把握不好,致使混凝土流动性差,在固化之前未能充分充实模具;混凝土保护层过厚,已绑扎的上层钢筋受外力作用使受力筋保护层加厚,致使构件的有效高度降低,从而出现与受力钢筋垂直方向的裂缝;混凝土浇筑之前经过长时间的搅拌和运输,水分流失过多,影响到混凝土的活性。

(2)荷载因素。由荷载因素产生的裂缝是混凝土桥梁在常规静态和动态荷载以及次生外力情况下引起桥梁体裂缝。在桥梁设计阶段,对桥梁结构及模型结构设计失误或漏算,结构的假设受力和施工后的实际受力出现较大的偏差,施工过程中,技术人员与施工人员交图纸研究未达成一致,知识错误施工。各种建设材料的挤压,增加了桥体负载,各种工作的实施改变了结构的受力特点。外部作用引起的次生应力使桥梁体出现裂缝[3-4]。

1.2 非结构性裂缝主要成因

施工材料质量差,桥梁施工时所选用的材料(水泥、沙、粗骨料和各种外加剂等)质量不合格,致使混凝土合成后质量不佳,浇注砼出现各式各样的裂缝。温差裂缝,混凝土在浇筑时或浇筑后,受到较大的环境气温变动影响,混凝土结构收缩不均匀,产生裂缝。冻胀裂缝主要出现在寒冷的施工地和施工期,混凝土浇筑后,环境气温降到0度以下时,混凝土中水分结冰膨胀,致使混凝土结构出现分布较广的冻胀型裂缝。干燥裂缝也是比较常见的裂缝形式,混凝土结构水分蒸发后,内部成分粘连不稳固,致使干燥型裂缝出现。外力侵入性裂缝主要是指施工地区周边出现地震或爆炸等大型能量冲击造成的外力影响。

2 建筑桥梁施工裂缝的修补工艺

2.1 设计预防桥梁裂缝的控制措施

在桥梁设计阶段考虑如何避免荷载裂缝,对桥梁结构易发生荷载裂缝的细部进行精心设计处理,防止施工时断面的突变和结构的突变,主要方式为把突变处做成渐变形式,把转角处做成圆角形式。加强斜向钢筋和构造配筋,加强混凝土的抗裂性性,防止温差和混凝土收缩不均匀而导致裂缝。

2.2 控制材料

施工工艺是保证桥梁混凝土构建质量的关键因素,在桥梁工程对原材料选用方面要由专业人士严格进行质量把关,在混凝土配制时依照当时的天气气温来调节需水量,对细砂和碎石等等基本原材料进行合理比例调配,保证施工时混凝土质量。

2.3 控制温度

改善混凝土骨料配比,利用增加添加剂和干硬性混凝土的方式消减水泥用量,配制混凝土时通过冷却碎石的方式降低混凝土浇筑温度,在天气炎热的施工环境中减少混凝土浇筑厚度,利用浇筑层面散热;若在混凝土中埋设管道,则应通入冷水降温;设定合理的拆模时间;浇筑后若气温下降则要对混凝土表面进行保温处理,避免混凝土表面发生温差裂缝;在天气寒冷或冬季施工的情况下严格做好保温措施,或改换浇筑时间,将混凝土浇筑时间推移到来年春天。

2.4 使用科学实用的修补工艺

(1)桥梁表面裂缝修补法。在桥梁裂缝程度较轻,桥体承载力不受过重影响的情况下使用此种修补工艺,裂缝一般较小、较浅,因此采用表面修补法简单实用,而且比较经济,适用于多种原因导致的桥梁表面裂缝。

(2)灌浆、嵌缝封堵法。在桥梁结构混凝土裂缝较大、较长、较深的情况下使用此种方式。具体操作为将调制好的灌浆混凝土灌入嵌入裂缝中,达到彻底的封堵。这种方式一般适用于对桥体整体结构的稳固有重大影响和威胁的裂缝和有防渗要求的桥梁工程。浆液材料中有强力粘合剂,硬化之后可以紧密粘合裂开的混凝土结构,从而保障桥梁结构的稳固性。

(3)打筛加固封闭法。桥梁结构的稳定性严重受到裂缝影响时,可以采用打筛加固法进行裂缝封闭,主要应对钢筋混凝土梁件产生主应力裂缝的情况。

(4)电化学防护法。电化学防护法是比较先进的固定方法,它通过利用施加电场在介质中的作用范围,为钢筋混凝土提供一个良好的硬化环境,防止桥梁发生裂缝,增加桥梁体的抗腐蚀性,是一种极为有效的防护方式。

[1]杨波.谈桥梁施工裂缝成因及防治措施[J].山西建筑,2013,39(2):190-191.

[2]李开艳.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析[J].门窗:研究与探讨,2013,01,20∶252-253.

[3]侯耀华.混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策[J].陕西建筑,2010,11,15∶52-54.

[4]乔永平,刘分.桥梁砼结构裂缝形成原因及控制措施[J].科技创新与应用:路桥科技,2012,02(下):101.

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