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桥梁施工中裂缝的原因及控制

2020-12-26李剑辉

企业科技与发展 2020年7期
关键词:桥梁工程裂缝控制

李剑辉

【摘 要】桥梁施工作为一项庞大的工程,其中涉及较多的环节,为了保证施工质量,应重视混凝土裂缝问题,结合裂缝产生原因采取有效的控制措施,使桥梁建设的质量能够得到提升,满足使用的需求。文章对桥梁施工中混凝土裂缝危害进行了概括,分析了混凝土裂缝的成因(包括干缩、施工影响、水化热及不均匀沉降),提出了控制的措施(包括合理选择混凝土材料、加强温度控制、保证材料的质量),使工程的建设质量能够达到最终的要求,提升桥梁建设的安全性。

【关键词】桥梁工程;施工;裂缝;控制

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2020)07-0089-02

0 引言

桥梁工程建设中主要采用的材料为钢筋混凝土,由于这种材料具有较大的强度,能够满足桥梁施工的稳定性需求,因此在施工中得到了广泛的应用。当前,在一些桥梁工程中,钢筋混凝土裂缝问题逐渐增多,这种情况对桥梁自身的结构带来了不良的影响,同时导致桥梁质量降低,难以保障桥梁使用的安全性。因此,为了有效解决桥梁工程建设中的裂缝问题,应对施工进行改善,注意关键环节的施工效果,提升建设的质量。

1 桥梁施工中混凝土裂缝的危害

桥梁建设对交通行业的发展有着重要的意义,在经济快速发展的背景下,桥梁工程的施工质量要求也逐渐提升。施工中,混凝土裂缝是比较普遍的问题,影响了混凝土结构的稳定性。产生裂缝后,水及空气等会进入混凝土裂缝中,对桥梁结构的性能造成影响。同时,当内部的金属发生反应时,会使金属的氧化及腐蚀问题变得更加严重,难以保证桥梁结构的强度。桥梁混凝土裂缝的产生会使雨水进入桥梁结构的内部,造成承重能力降低的情况,在温度较低的条件下,雨水会出现冻胀的情况,造成裂缝变大,影响了桥梁结构的安全性。此外,桥梁混凝土裂缝会引起混凝土结构碳化反应,在水与二氧化碳混合的过程中形成碳酸钙,影响了混凝土结构的性能。

2 桥梁施工中混凝土裂缝的成因

2.1 干缩裂缝

混凝土拌和及浇筑施工时,需要使用大量的水,面施工中混凝土的含水率及空气中的含水率有着一定差异,会产生温差。浇筑完成的混凝土在初凝之后,如果没有进行全面的养护,会使内部的水泥水化热加剧,造成温度差异,同时水分的蒸发速度也有所提升。在蒸发的时候,表面水分蒸发的速度相比内部水分蒸发的速度要快,在混凝土收缩的时候,深层的混凝土及钢筋等会出现制约作用,还会在内部产生一种拉应力。当拉应力超出抗拉强度时,会导致表面的裂缝问题。当混凝土固化的时候,受自身重量的影响,会出现塑性收缩现象,造成混凝土失水,导致收缩量变大,在骨料出現下沉的时候,会受到钢筋的影响而沿着其方向出现裂缝。

2.2 施工影响

桥梁施工中,骨料中有活性炭、水泥及外加剂等,这使其自身的体积变大,还会在内部出现局部拉力。当内部出现有害化学反应时,会造成侵害性效应聚集,进而使混凝土产生较大的变化,还会造成裂缝问题。在进行混凝土拌和时,一般需要在其中加入减水剂,当搅拌的时间比较短的时候,会对减水剂带来影响。经过运输及浇筑后,减水剂的作用能够全面发挥,使混凝土坍落度变大,产生离析现象,因此更容易产生裂缝。当前,大部分的桥梁建设采用的是箱梁结构,联箱梁落架不能同时完成,需要从简支梁转换为连续梁体系,使其与设计的受力体系之间相接近,当落架的顺序不合理时,难以达到相应的设计要求,也会产生裂缝的问题。

2.3 水泥水化热

混凝土浇筑施工完成后,大体积混凝土中会产生水化热,由于混凝土导热性较弱,会使大量的热量集中在内部,出现内外的温度差异,同时受到温度应力的影响,当温度应力相比混凝土的抗压强度大的时候,也会产生裂缝。结合数据进行分析,当混凝土的内外温度差异超过25 ℃时,会导致裂缝产生。当使用的水泥比较细的时候,初期强度较高,在单位体积内使用的水泥量较多,会使水化热的现象产生,造成温度升高,还会产生温度梯度,进而造成裂缝问题的产生。

2.4 不均匀沉降

当桥梁工程投入运营后,不均匀沉降的现象会使结构中出现附加的应力,在应力超出结构的抗拉强度的时候,会造成开裂的问题。浇筑施工完成后,没有进行有效的振捣施工,会使其中的骨料的空隙变大,同时混凝土的水灰比较高的时候,会对混凝土带来不良的影响。当混凝土养护工作没有全面开展的时候,也会产生裂缝。

3 桥梁施工中混凝土裂缝的控制措施

3.1 合理选择混凝土材料

为了控制桥梁施工中的裂缝问题,应加强对材料的控制。

首先,应对水泥进行合理选择。采用收缩量低的水泥进行施工,同时保证水化热的程度较小。这种材料中含有的物质会导致发热的速度加快,散发的热量也较多,同时水泥越细发热越快,对散发过程不会造成影响。因此,在选择水泥时可以选择矿渣硅酸盐水泥作为材料,借助材料的良好性能加强施工的效果,有效地提升结构的强度水平。

其次,施工时应对骨料的使用进行控制。使用粗骨料作为材料,并且选择粒径较好及弹性模量较低的骨料,合理控制骨料的细度模数,将含泥率降低,使其能够控制在0.33之内,避免砂率较高对材料带来影响,有效减少骨料过多的情况,这样可以有效控制裂缝的问题。

最后,应对粉煤灰进行控制。一般在混凝土中加入适量的粉煤灰能够减少水泥的使用量,使水泥的水化热量得到控制,避免对混凝土内部结构带来影响,加强其密实性,提升抗渗能力,减少混凝土的收缩量。在混凝土中混入粉煤灰能够起到物理填充的效果,使粉末效应逐渐加强,因此应将密实度提升,使泌水和离析的现象得到控制,并且使水化热峰值的时间延后,达到施工的目的,使混凝土的性能能够得到保障。此外,在使用外加剂的时候,应对施工中混凝土的情况进行分析,合理选择减水剂。由于这种外加剂能够将混凝土的和易性改善,减少水泥的使用,因此能够起到良好的控制效果。采用缓凝剂也可以达到放热峰值时间延后的效果,减少混凝土裂缝问题。膨胀剂的使用可以代替水泥,通过使混凝土发生膨胀的方式减少混凝土中的拉应力,降低裂缝产生的概率。

3.2 加强温度控制

在对混凝土进行温度控制的时候,为了有效减少温度变化产生的影响,应借助有效的方法进行处理,通过控制温度避免混凝土的裂缝问题,使建设的效果达到要求。通常在施工中利用的温度控制方式如下:温度较高的时候,将水管放置在混凝土之中,选择3 m的距离,并且在各个浇筑层中设置好水管层,铺设的高程应根据浇筑层情况进行调整。控制温差的时候,应使混凝土与水的温差低于22 ℃,还应保证水流速度的稳定性,每隔一段时间对水流进行速度测量,控制好环境的温度及混凝土的温度,并且将温度数据详细地记录下来,对数据进行深入的分析,当发现问题时应及时解决。通常,通水冷却的时长应在15~21 d范围内,有效达到控制裂缝的目的,使混凝土的施工效果加强。在夏季进行浇筑施工时,应对浇筑温度进行控制,选择在温度较低的时间段内进行作业,还应对浇筑的厚度进行合理调整,使散热的速度加快,有效避免温差带来的裂缝问题。此外,可以借助二次振捣的方式进行施工,使混凝土结构更加稳定,提升混凝土的抗裂水平。当环境温度突然降低的时候,应利用保温措施进行处理,使用保温材料进行施工,并且使用定时喷洒热水等方式来加强混凝土的散热效果,达到控制温度的目標,减少温度变化过快带来的影响。

3.3 保证材料的质量

在桥梁施工中,材料的质量控制也具有重要的意义,为了保证施工质量,减少裂缝问题的产生,应加强对材料质量的管理,合理选择施工材料数量及规格等,对钢筋材料进行严格的管理。在不影响工程成本的情况下,选择质量较好的材料,同时在摆放材料的时候,应严格地对工程进度进行控制,避免材料受到影响,使材料的质量能够得到保障。此外,施工人员在进行施工的时候,应对桥梁的环境情况进行明确,对混凝土材料的配比进行控制,使混凝土材料等使用能够满足建设的需求,提升桥梁建设的水平。

4 结语

桥梁施工中混凝土裂缝问题产生的原因较多,为了有效控制裂缝,应全面加强混凝土施工环节。严格控制材料的使用,对温度进行适当的控制,避免混凝土受到温度及质量等影响产生裂缝,提升混凝土施工的水平,为桥梁建设的质量带来更好的条件,进一步提升桥梁建设的整体水平。

参 考 文 献

[1]邓泽军,罗晓,张玉洁.道路桥梁施工中混凝土裂缝的形成及解决对策[J].居舍,2019(33):51.

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[4]朱有田.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防对策[J].四川水泥,2019(11):69.

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