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混凝土桥梁裂缝产生原因及防治措施分析

2018-01-28

中国公路 2018年9期
关键词:水灰比骨料桥梁

在交通基础设施建设过程中,桥梁工程质量问题日益突出,尤其是裂缝产生的影响,严重的将导致桥梁的垮塌,造成生命财产的损失。混凝土裂缝的产生是由混凝土抗拉能力差的缺点引起的,裂缝的出现说明混凝土结构出现了

损伤和破坏,这不仅是桥梁施工技术人员的一块心病,也是混凝土工程质量的通病。事实上,在桥梁开工建设前做好调研,采用优良的设计和适当的施工措施,一些常见的裂缝还是可以控制和避免的。

桥梁裂缝的种类及成因分析

桥梁裂缝的种类,可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。桥梁产生裂缝的原因比较复杂,往往是在多种因素的共同影响下造成的。

结构性裂缝

结构性裂缝是由施工工艺设计及施工质量不合理引起的。在设计阶段存在部分结构少算或漏算,建立的模型不合理,配筋强度不够,结构刚度不够、安全系数低等原因;在设计荷载时未考虑到城市的建设与发展,以及非正常的自然灾害、事故等。

在施工阶段。施工场地随便堆放施工材料、工具,且随意起吊、运输、安装,不按设计图纸施工、擅自改变结构施工顺序及受力模式、不对结构作机器振动下的疲劳强度验算使得混凝土振捣不密实或硬化不够、混凝土保护层过厚或过薄等。以上均能使混凝土结构产生裂缝。

非结构性裂缝

温度。混凝土受温度影响较大,具有热胀冷缩的性质,当环境温度或结构内部温度发生变化时,将产生变形,而当混凝土的内部应力超过其抗拉强度时就会产生裂缝。温度在零下时,容易产生冻胀,从而使混凝土强度降低,出现裂缝。

地基基础。地基基础产生水平位移或不均匀沉降,造成混凝土结构中产生的附加应力超出其抗拉能力,形成结构开裂。造成地基基础不均匀沉降的原因主要有试验资料不准、地基地质前期勘察不够详细、地基地质及基础类型存在差异较大、结构荷载变动较大等,以及桥梁基础处于滑坡地段、活动断层等不良地质亦是造成地基基础发生变化的原因。

施工材料。混凝土主要是由水泥、砂、骨料,添加适量的水及外加剂等搅拌而成,若材料的质量存在问题,极可能引起裂缝。材料的质量主要与砂石粒的大小、杂质等有直接关系。砂石粒太大或太小均会影响混凝土的强度,如果砂石粒含杂质过多,则可降低混凝土的强度、抗渗性。

混凝土收缩引起的裂缝。混凝土收缩引起的裂缝十分常见,裂缝形状没有规律,主要与水泥种类、骨料品种、水灰比、外渗剂、养护方法等息息相关。水泥的种类繁多,收缩性不同,施工应用时应特别关注;骨料品种各式各样,骨料粒径越大,收缩越小;水灰比中用水量越小,水灰比越小,混凝土收缩越小;外渗剂保水性越好、养护时间越长,则混凝土收缩越小。

钢筋锈蚀引起的裂缝。钢筋在混凝土加工过程中,没按设计要求采用足够的保护层厚度、混凝土密实性不够、外加剂使用不当等,均能引起钢筋锈蚀,造成混凝土裂缝的产生。

防止桥梁裂缝的措施及处理办法

设计阶段

在桥梁施工前,本着严谨、科学的态度做好设计工作,从小处着手,不放过任一环节,充分考虑施工当地的环境、气候、地质条件及经济发展等。在设计时,需要反复验算内力与配筋关系,保证混凝土结构的安全。此外,设计图纸应一目了然,便于施工。

施工阶段

保证地基基础的稳定,这是基础。施工过程中,统筹安排施工工序,按照施工设计及技术操作进行施工。严把混凝土材料的质量关,施工过程中根据气候、温度的变化,来改善骨料的配合比,并控制好水灰比,以提高混凝土的强度、抗渗性和防止钢筋锈蚀。在施工工程中,合理设置伸缩缝,防止气温变化较大时,引起裂缝。施工企业应充分配专业技术人员指导施工,而且在桥梁施工过程中充分发挥工程监理的职能,以便发现问题,及时解决,在更大程度上减少裂缝的产生。

事后检查

桥梁建成后,需要定期检查,实时监控容易出现裂缝的地方提早预判,防止贯穿性裂缝的产生,进而造成不可挽回的损失。在桥梁运行过程中,对运营没有直接影响的表面裂缝可采用简单的修补法。对于裂缝部位深度较大,影响桥梁整体结构时,可以采用灌浆、嵌缝封堵法。当混凝土裂缝对结构的稳定性产生影响时,可采用加箍的方法来加固稳定性。

对于典型的裂缝需要建立观测档案,实时监控裂缝的发展趋势,以便采用适当的处理措施。

结语

裂缝是混凝土工程质量的通病,减少和杜绝裂缝的产生,需要从设计、施工、监理、运营等环节来控制,充分做好每一个环节的工作,统筹安排,按照国家技术标准和规范结合当地的实际情况设计、施工和监理,常见的裂缝是可以控制和避免的。

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