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道路桥梁裂缝溯因与防治管理分析

2022-02-21朱宇ZHUYu

价值工程 2022年5期
关键词:路桥桥梁荷载

朱宇ZHU Yu

(合肥市滨湖新区建设投资有限公司,合肥230000)

0 引言

研究背景:道路桥梁建设中,致使裂缝的因素较多,比如:原材料质控问题,气候因素,工艺原因等,这些都有可能致使裂缝情况。一旦产生裂缝,就会给路桥质量带来不好的影响。研究目的:为了有效裂缝问题,处理问题的方法:应该加大对其的防治力度,充分把控工艺、原料以及设计等,同时切实强化管理质量,根据标准开展施工活动,尽可能降低裂缝危害。

1 路桥裂缝分类及其危害

在道路工程中包含着较多的成分,尤其是桥梁工程,在公路建设方面,这属于重要的内容。就很多的桥梁而言,均为混凝土结构所构成,这通常由于混凝土有着诸多显著的优势,即:难以被风化、便于选取原材料、抗压能力较强、所需成本较低、耐火性理想等,事实上,在此结构建设中,常常会发生裂缝情况,这会极大降低施工质量,同时也会约束工程耐久性。基于对施工裂缝的分析,通常情况下,可分成两种,一种是结构性的,另一种就是非结构性的。

①裂缝的分类。路桥施工中所发生的裂缝一般可分成两种,一是结构性的,二是非结构性的,前者根据形态不同又可以分成多种,如:八字以及水平裂缝,后者根据形成机理的差异,也可以分成多种,即:收缩以及温度裂缝。路桥建设中所形成的裂缝,出现几率较大的是收缩及八字裂缝。施工质量不达标,或者搭配不够合理,在被变形以及沉降所影响之后,极有可能发生八字裂缝;而致使收缩裂缝的因素,也许是含沙量等配制不科学,引起混凝土凝固,体积减小,由此形成收缩裂缝(图1)。对于温度以及垂直裂缝来讲,致使二者的因素一般处于施工环节,所形成的水化热,容易造成混凝土温度变高,从而形成较大的温差。这样会产生温度应力,在其超过约束值时,容易产生这两种裂缝;当浇筑混凝土时,坍落度与密实度缺乏一致性时,会形成不均质性,从而引起水平裂缝[1]。②裂缝的危害。在内外因素作用之下,使得路桥施工裂缝变得更为普遍,这属于一大因素,会对路桥施工造成影响。裂缝的出现,显著降低了路桥质量,有的时候,还会造成坍塌,从而对正常出行造成影响,总而言之,有碍于交通业以及现代化的进步。

图1 收缩裂缝

2 道路桥梁裂缝溯因分析

桥梁工程建设中,混凝土属于非常重要的成分,一旦出现施工裂缝,就可能会降低施工质量,有的时候,还会引起坍塌与事故。对此,路桥建设中,应该落实好预防以及控制,以便能够确保建设质量。结合以往的实践得出,具体施工建设中,若实施合理、可行的施工方式,就能够防止一定的裂缝问题。对于道路桥梁裂缝溯因,本文主要从以下方面进行分析,即:次应力裂缝、直接应力裂缝、施工中形成的裂缝、材料质量造成的裂缝、温度的因素、载重量对桥梁影响、工艺过于粗糙、缺乏检测与裂缝修复,希望能为有关人士提供参考。

2.1 次应力裂缝 随着荷载的作用,会形成一定的次生应力,随之而导致的裂缝,即为次应力裂缝。基于荷载作用,就混凝土结构而言,因为其具体工作情况和常规计算不一致,这个时候,有的部位会形成次应力,造成结构开裂;发生开洞以及设计牛腿,选择一般计算方式,无法借助精准图式来开展模拟,因此,往往结合经验来确定受力钢筋。当开展挖孔作业时,力流出现绕射情况,同时集中于孔洞周边,会形成较大的应力,这样发生裂缝的几率较大。总而言之,这属于一种荷载裂缝。

2.2 直接应力裂缝 同样基于荷载作用,会形成直接应力,随之导致的裂缝,即为这一种裂缝。致使其的因素有:设计缺乏科学性,计算模型不够精准;没有充分掌握设计意图,私自调整受力模式;结构刚度有待提高;安装没有根据标准开展;计算精准性较低等。

2.3 施工中形成的裂缝 针对混凝土,在其加工、输送以及浇筑等中,所采取的施工方式不规范、工艺不够科学,均能引起混凝土形成裂缝。施工中主要的问题是:没有认真做好初期养护作业,致使收缩裂缝的发生;因为振捣没有做到位,形成空洞,随之形成荷载裂缝,还有一种情况是:造成钢筋生锈;较早进行拆模作业、模块刚度较低等,都有可能引起表面发生裂缝;在输送以及搅拌方面,所经历的时间较久,造成很多水分被蒸发,从而降低塌落度;在提高水灰比的情况下,导致收缩裂缝。

2.4 材料质量造成的裂缝 在混凝土中包含着多个成分,比如水泥、拌合水等,若这些质量不达标,则可能引起开裂的情况。若水泥长时间受潮,会导致含碱量偏大;存在较多杂质、级配不科学等,也会影响到混凝土强度,随之引发收缩裂缝;若选择氯化物、含碱外加剂等,均容易引起混凝土形成裂缝[2]。

2.5 温度的因素 路桥施工需使用到混凝土,其存在着热胀冷缩特点,因此,在由于温度的改变时,会促使桥梁产生形变,从而造成危险的发生,在被别的部分阻碍时,会形成拉应力,在其大于抗拉极限的情况下,容易形成裂缝,这即为温度裂缝,并且在具体建设中,难以预测具体温度的改变状况,因此相对难以考虑。

2.6 载重量对桥梁影响 路桥施工中未根据施工顺序开展,没有科学利用、堆放原材料以及器具,操作上存在着随意性,缺乏充分掌握受力特点,跨度持续变大,在超过一定数值时,会引起状态失稳,造成载重量缺乏均匀性,随之产生裂缝,这即为荷载裂缝。

2.7 工艺过于粗糙 对于制造工艺来讲,其和路桥质量息息相关,事实上,对于此问题,一些施工者与施工队伍没有正确认知其意义。就道路桥梁建设而言,其任务相对繁重,不易开展,然而,施工周期却较短,一些施工队伍为赶工期,提高建设速度,没有注重制作工艺,造成工艺过于粗糙,从而致使一定的施工质量问题,这一点充分体现于施工裂缝。除此之外,路桥建设中,综合养护也是非常关键的,若缺乏定期养护作业,也可能会引起裂缝。具体工作中,需要根据施工的具体状况,合理养护桥梁,引入先进的技术与养护方式,切实强化养护效果,推动施工有效完成。

2.8 缺乏检测与裂缝修复 当制作混凝土时,与之有关的制作规范与过程,没有认真开展质量检测,或者缺少检测,造成难以根据变形与收缩数据信息,进一步来开展分析;路桥建设中,没有采取定期的形式,来检查施工项目,完成作业之后,在发生裂缝的情况下,一些工作者难以第一时间开展裂缝修复,造成事态扩大化,有的时候,可能还会引起较大事故。

3 道路桥梁裂缝的防治

桥梁施工建设中,充分把控材料质量、工艺,同时加以注重施工管理,结合有关的因素,比如:材料特征、温度等,实施科学、有效的措施,这样有助于避免裂缝的形成,有力保障施工质量。在某一路桥工程施工建设中,当开展挖孔作业时,力流出现绕射现象,同时集中于孔洞周边,形成了较大的应力,随之造成了施工裂缝的形成;另外在施工中,没有认真做好初期养护作业,致使了收缩裂缝的发生;此外,施工中未根据顺序开展,没有科学利用、堆放原材料,操作上存在着随意性,未充分掌握受力特点,跨度持续变大,引起状态失稳,造成载重量缺乏均匀性,随之产生了裂缝等,为了有效防治这些问题,本文给出了以下方面的建议,也就是:合理设置荷载,科学规划道路桥梁;严控材料;关注温度的改变,避免温度改变造成裂缝;掺杂合成纤维;落实好布局设置与工艺制造;强化监测施工,落实好裂缝养护作业,以供参考。

3.1 合理设置荷载,科学规划道路桥梁 处于工程设计环节,应该按照工程的实际状况,合理规划与布局路桥,并且针对所需使用的钢筋,实行有效的布局,对于机械荷载,应该提高重视程度,对于设计荷载,要保证其超过实际荷载,促使后者处于合理的范围,由此在路桥建设中,方可防止混凝土裂缝形成。

3.2 严控材料 施工中需要根据规定来开展活动,采取抽样的方式,完成对原材料的选取,尽可能考虑符合规定的材料,若条件允许的话,应该选择收缩能力较低的材料。砂石(图2)大小不科学,配比无序,均可能会降低材料性能,造成收缩情况突出,若在其中含有很多的泥土,会给拌合作用带来不好的影响,并且也能弱化材料防冻性[3]。针对收缩工艺,应该确定其利用步骤,正式开工前,需要开展多次测试,以便能够保证比例的科学。另外,需要走进场地,有效督导有关的活动,保证坍落度科学,根据具体情况,仔细地调整配比。

图2 砂石

3.3 关注温度的改变,避免温度改变造成裂缝 当开展搅拌作业时,应该充分把控水量的添加,旨在能够更好减小混凝土温度。处于炎热的季节,若需要开展施工,应该全面把控混凝土温度。如:当夏天施工时,应该降低浇筑厚度,以便使混凝土可以更好散热,若情况较为特别,需要采取增设降温的方式,以便可以有着较好的抗裂性[3]。质量越高,抗裂能力就越理想,因此,路桥工程建设中,与混凝土有关的内容应该加以关注,比如搅拌方法、浇筑作业,另外,在温度偏高的情况下,应该强化浇水措施,在温度偏低的情况下,应该强化保温措施,由此方可提高抗裂性,防止出现裂缝的情况。

3.4 掺杂合成纤维 同其它纤维进行对比,合成纤维价格较低,因此,得到了大力的推广。通常情况下,有着很多种合成纤维,如:相对普遍的聚丙烯纤维(图3)。通过利用其阻裂效应,可以很好消除裂缝的形成,切实减少塑性收缩。在混凝土结构中引入这一种纤维,能够有效阻止裂缝的形成。在合理添加合成纤维的基础上,能让混凝土更加稳定,减小形成裂缝的几率。

图3 聚丙烯纤维

3.5 落实好布局设置与工艺制造 为有效处理由于工艺较为粗糙,从而致使的种种问题,比如:路桥裂缝与安全事故,需要处于前期环节,充分掌握工程的具体状况与附近的环境,据此,开展总体布局、合理规划与设置。对于一些有关人员来讲,需要主动改变工作意识,加以注重制造工艺,并且在这一方面,应该加大技术与经济投入力度,推动工艺革新,有效处理裂缝问题,切实强化路桥质量,推动交通业的进步。

3.6 强化监测施工,落实好裂缝养护作业 当对混凝土进行制作时,应该严格监测与之有关的内容,比如制作标准与过程,针对变形、收缩数据,在有效分析二者的基础上,第一时间找到问题,实施有关的处理措施。另一方面,当已发生裂缝时,需要第一时间做出反应,落实好对裂缝的修复,防止事态被进一步扩大,尽可能降低隐患,保证可以正常出行。

4 裂缝处理研究

路桥的布局、裂缝的防治等,涉及桥梁施工的全程,就其质量控制而言,不但与使用有关,也能够直接决定经济效益。为进一步处理裂缝问题,应该充分掌握致使裂缝的因素,参考先进的技术理念与经验,寻找更为高效的防治方式,有力保障整体施工质量,高效完成施工任务,推动交通行业的持续进步。对于裂缝的处理,本文主要从以下方面进行探究,即:表面修补、置换混凝土、化学防护等,以供参考。

①补强桥梁结构。在裂缝严重影响结构稳定性时,应该开展补强处理,对此,可供选择的方式较多,尤其是以下几种:1)喷射混凝土,基于不断喷射,实现加固的目标,同时有效提升强度;2)预应力加固,促使截面面积变大,适当添加支点,由此促使结构更为稳定;3)通过对钢板的使用,进一步来加固构件,促使其更加稳定与可靠。②表面修补。这一种方式经常被使用到,无论是深层次裂缝,还是浅层次裂缝,都能够获取良好的应用效果[5]。以下为实际的操作:先找到裂缝,并且对其实行涂抹,这一过程中可考虑水泥浆,在此之后,选择防腐能力理想的材料,将其涂刷于表面,此过程可考虑油漆,最终通过对玻璃纤维的使用,进一步来覆盖裂缝,如此,可以有效避免裂缝再开裂。③置换混凝土。以下为其操作方式:认真对混凝土进行清除,于原始处,灌进新混凝土,在裂缝相对严重时,可以考虑这一方式。图4 所示,为混凝土置换示意图。④化学防护。根据电化学原理,促使环境因素发生变化,或让钢材慢慢钝化,充分体现其防腐作用,这样的方式有很多,比如:碱性复原法,而且处理效果都不错。⑤填充封堵。具体而言,针对一些胶结物,将其压进裂缝里,比如水泥浆,以充分体现其加固作用。当然,还能够朝着裂缝方向,实行开槽处理,在此之后,向其中添加一些防水能力理想的材料,比如:丁基橡胶,这样能够获取良好的加固填充效果。

图4 混凝土置换示意图

5 结论

当开展工程质量管理时,在诸多的过程中,比如项目设计、建设,数据管理有着不可忽视的地位,而通过强化裂缝防治,对于路桥质量提升来讲,它为一种行之有效的途径。对此,应该进一步分析裂缝成因,第一时间实施科学合理的措施,有效处理裂缝,最大程度防止发生裂缝的情况,确保工程可以正常进行。总而言之,通过加大对裂缝的防治力度,落实好布局设置与工艺制造,强化监测施工,落实好裂缝养护作业,充分把控工艺、原料以及设计等,根据标准开展施工活动,这样有助于避免裂缝问题的产生。

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