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摘要:本文对混凝土桥梁施工裂缝产生的原因进行了充分的分析,在此基础上提出了相应的对策和策略。
关键词:混凝土桥梁;施工;裂缝;原因;对策
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
一、混凝土桥梁施工裂缝种类和成因分析
1、负荷引起的裂缝
1)由于桥梁施工和结构的要求,桥梁结构往往需要凿槽,开孔,支设牛腿架等,设计时很难用准确的计算模型进行计算,一般根据经验设配置受力钢筋。受力构件应分量挖孔,在孔处密集,巨大的应力集中就会产生。因此,如处理不当,在角落的结构或构件形状突变的地方,受力钢筋的截断处易开裂出现裂缝。
2)由于施工的不准确,构件尺寸和位置偏差,使构件理论计算无拉伸应力的界面部分产生拉应力,导致混凝土开裂。
2、混凝土构件在生产,运输,储存,升降过程中,由于施工工艺不合理,施工质量低劣,容易产生各种裂缝,常见的有:
1)钢筋绑扎配合不够准确,或者是乱踩已经绑扎好的钢筋,使负弯矩作用下的应力钢筋的保护层加厚,导致构件的有效高度降低,形成和受力钢筋垂直裂缝。
2)混凝土振动棒振捣不致密,不均匀,出现蜂窝,麻面和空洞,导致应力集中,混凝土劈裂。
3)混凝土浇筑速度太快,混凝土流动性低,在混凝土硬化之前沉实不够,而硬化后沉实过大,易在浇注数小时后产生塑性收缩裂缝。
4)混凝土拌和,运输时间太长,使水分蒸发过多,使混凝土坍落度低,使得在混凝土表面出现不规则收缩裂缝。
5)混凝土早期养护不好,表面干燥,使混凝土与大气接触表面出现不规则收缩裂缝。
6)为了增加混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或其他原因增加了水灰比,导致混凝土凝结硬化时的收缩增加,混凝土表面出现不规则裂缝。
3、施工材料质量造成的裂缝
1)水泥出厂强度不够,稳定性不合格,水泥受潮或过期,施工中混凝土强度不足,导致混凝土开裂。
2)砂子粒径太小,级配差,空隙率大,将导致混合水和水泥用量的增加,使混凝土收缩增大;在泥沙中的含泥量高,会导致水泥和水的消耗量增加,会降低混凝土的强度和抗冻性,导致混凝土开裂。砂岩中含有硫化物和水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀导致混凝土开裂。
4、收缩产生的裂缝
1)塑性收缩
混凝土浇筑4 ~5小时后,水泥水化反应激烈,分子链逐步形成,出现渗出水分快速蒸发,混凝土失水进行收缩,并在同时,滑料因为自重下沉,此时的当混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩生产规模非常大,可以达到1%左右。在骨料下沉过程中如果受到钢筋的阻挡,便形成沿钢筋方向的裂纹。在构件的纵向变截面的地方,如T梁,梁腹板与顶板连接处,因为硬化前沉实的不平衡将发生在该表面纵向的裂纹。
2)缩水收缩
混凝土开始凝结后,表面水分逐渐蒸发,湿度逐渐降低,混凝土体积减小,并称为收缩。因为混凝土表面水分流失快,内部损失慢,造成表面收缩大,内部收缩慢,表面混凝土收缩变形受到内部的约束,当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时,它们就会产生收缩裂缝。硬化后的混凝土的收缩主要是缩水收缩。如配筋率较大的构件(3%以上),钢筋对混凝土的约束收缩相当明显,混凝土表面容易出现裂纹。
3)炭化收缩
大气中的二氧化碳和水泥产生化学反应所造成的收缩变形。碳化收缩只有在湿度50%可以发生,以及越来越多的二氧化碳浓度和速度炭化越易发生,因此碳化收缩一般情况不做计算。
5、裂纹引起的地基变形
1)基础地质差异太大,地基土由于不同的压缩性产生不均匀沉降。
2)结构荷载差异太大。在地质条件比较一致的条件下,每个部分的基础负荷差异太大时,可能引起不均匀沉降。
3)结构基础类型差异大,也能造成地基不均匀沉降。
4)地面冻胀。在小于零度的条件下,高水分含量的地基土冻胀;當温度回升,解冻,地面沉降。因此地基的冻结或融化均能能引起不均匀的沉降,导致裂缝的产生。
5)桥梁基础在滑坡体上,喀斯特洞穴或活动断层等不良地质,可能造成不均匀沉降,导致裂缝的出现。
6、温度变化所造成的裂缝
1)突然降温冷却。天气突降大雨,冷空气袭击,日落等都可导致结构外表面温度突然下降,但由于内部温度变化相对缓慢产生温度梯度。由于其自身的限制功能约束,导致局部拉应力越大,出现裂缝。
2)水化热。施工过程中出现的,大体积混凝土(厚度超过2米)浇筑后,因为水泥水化放热,内部温度很高,表面温度低下,内外温度差大,表面出现裂纹。
二、混凝土桥梁施工裂缝对策分析
1、钢铁除锈。
钢筋的绑扎前要进行彻底的除锈工作,保证使用质量。安装时应注意的钢筋的间距,形状,类型,数量等项目,或根据合理的方式进行钢筋结合接头。由于钢筋层的厚度对钢筋混凝土构件的受力有重要影响,但保护层的厚度似乎接近,特别是在地理环境恶劣的条件下,因此,加强钢筋外部和模板之间留有空间。这样的质量才能保证混凝土结构。
2、安装和拆除模板
在桥梁工程中,使用模板和安装支架的负载、硬度、稳定性进行严格的验证,并且不应该将使用过的工具直接把他们拿到这里的桥梁施工中应用。特别是更多的支架,要进行仔细检查,使支架稳定,消除形状改变。在模板的安装时应注意的模板和混凝土间距尽可能小,保证不漏浆,使工作可以做到桥梁结构的对称完美,质量得到保证。支架的拆除应遵循一定的顺序,根据具体施工条件确定应拆除的时期。对尚未达到凝血土相应强度要求的要延期拆除。
3、混凝土的养护
混凝土的养护是混凝土后期的重要工作,确保桥梁质量,必须做到合理的维修和养护。例如,在混凝土终凝后应进行砂岩覆盖,间隔的喷水或薄膜保湿养护措施等,尽可能避免剧烈的混凝土干燥或温度剧变和干扰因素影响混凝土的质量。实践证明,普通硅酸盐水泥或矿硅酸盐水泥混凝土的固化时间应不少于7天。尤其是在冬天桥梁工程是要特别注意和重视的。不能直接对空气干燥部的一个具体部位进行水直接浇注,可以用塑料薄膜覆盖或其他材料保湿固化。
4、浇注混凝土的模板、支架,钢筋是混凝土浇注过程中不可缺乏的工具
在混凝土的浇注之前必须仔细检查是否有任何破坏和变形,必须修正或更换不合格的工具。设置的保护层厚度,预埋件,预留孔洞等要正确无误,并应特别专门的保管混凝土搅拌和振动器械的专业人员,确保混凝土浇筑能连续进行浇注。一切正常后方可进行浇注。浇注过程中要防止构件的运动和变形。大面积混凝土的浇筑的也要满足相应的特殊要求,如分层浇筑振捣要完全,并应采取一定的措施,以降低温度差,并避免产生温度裂缝。最后对混凝土振动密实,确保能填满每个角落,确保没有空隙,减少空气渗入的机会。
三、结语
混凝土建筑材料的桥梁,桥梁裂缝的原因有很多。因此,我们必须重视桥梁裂缝问题,这就需要对混凝土桥梁施工中有一定的理解和处理方法。在桥梁的建设施工时,我们要多观察,出现的问题及时分析、总结,利用各种预防和补救措施,尽量避免和处理好裂缝。如果采用科学、规范的施工过程中,许多混凝土桥梁的裂缝是可以避免和消除的,所以必须在施工过程中加强管理,规范操作。不要等到裂缝出现的时候才想去补救,要尽可能避免裂缝的产生,进一步的提高桥梁的安全性。
参考文献
[1]郭西平,混凝土桥梁施工裂缝产生原因及对策研究[J],科技咨询,2011(22).
[2]陈龙,混凝土桥梁施工中裂缝产生原因分析[J],民营科技,2011(4).
[3]杨志杭, 混凝土桥梁施工中裂缝产生的原因[J],城市建设理论研究,2011(34).
[4]雷乃金, 混凝土桥梁施工中裂缝产生原因浅析[J],中国水运,2007(5).
[5]顾志刚, 混凝土桥梁施工中出现的裂缝原因及控制对策[J],城市建设理论研究,2011(21).
[6]张金波, 浅析桥梁施工中裂缝产生的原因及其对策[J], 科海故事博览·科教创新,2009(5).
[7]陶俊, 浅析桥梁施工中裂缝产生的原因及其对策[J], 科技资讯,2009.
[8]李灵,浅谈混凝土桥梁施工裂缝的原因及防范[J], 城市建设理论研究,2011.
关键词:混凝土桥梁;施工;裂缝;原因;对策
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
一、混凝土桥梁施工裂缝种类和成因分析
1、负荷引起的裂缝
1)由于桥梁施工和结构的要求,桥梁结构往往需要凿槽,开孔,支设牛腿架等,设计时很难用准确的计算模型进行计算,一般根据经验设配置受力钢筋。受力构件应分量挖孔,在孔处密集,巨大的应力集中就会产生。因此,如处理不当,在角落的结构或构件形状突变的地方,受力钢筋的截断处易开裂出现裂缝。
2)由于施工的不准确,构件尺寸和位置偏差,使构件理论计算无拉伸应力的界面部分产生拉应力,导致混凝土开裂。
2、混凝土构件在生产,运输,储存,升降过程中,由于施工工艺不合理,施工质量低劣,容易产生各种裂缝,常见的有:
1)钢筋绑扎配合不够准确,或者是乱踩已经绑扎好的钢筋,使负弯矩作用下的应力钢筋的保护层加厚,导致构件的有效高度降低,形成和受力钢筋垂直裂缝。
2)混凝土振动棒振捣不致密,不均匀,出现蜂窝,麻面和空洞,导致应力集中,混凝土劈裂。
3)混凝土浇筑速度太快,混凝土流动性低,在混凝土硬化之前沉实不够,而硬化后沉实过大,易在浇注数小时后产生塑性收缩裂缝。
4)混凝土拌和,运输时间太长,使水分蒸发过多,使混凝土坍落度低,使得在混凝土表面出现不规则收缩裂缝。
5)混凝土早期养护不好,表面干燥,使混凝土与大气接触表面出现不规则收缩裂缝。
6)为了增加混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或其他原因增加了水灰比,导致混凝土凝结硬化时的收缩增加,混凝土表面出现不规则裂缝。
3、施工材料质量造成的裂缝
1)水泥出厂强度不够,稳定性不合格,水泥受潮或过期,施工中混凝土强度不足,导致混凝土开裂。
2)砂子粒径太小,级配差,空隙率大,将导致混合水和水泥用量的增加,使混凝土收缩增大;在泥沙中的含泥量高,会导致水泥和水的消耗量增加,会降低混凝土的强度和抗冻性,导致混凝土开裂。砂岩中含有硫化物和水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀导致混凝土开裂。
4、收缩产生的裂缝
1)塑性收缩
混凝土浇筑4 ~5小时后,水泥水化反应激烈,分子链逐步形成,出现渗出水分快速蒸发,混凝土失水进行收缩,并在同时,滑料因为自重下沉,此时的当混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩生产规模非常大,可以达到1%左右。在骨料下沉过程中如果受到钢筋的阻挡,便形成沿钢筋方向的裂纹。在构件的纵向变截面的地方,如T梁,梁腹板与顶板连接处,因为硬化前沉实的不平衡将发生在该表面纵向的裂纹。
2)缩水收缩
混凝土开始凝结后,表面水分逐渐蒸发,湿度逐渐降低,混凝土体积减小,并称为收缩。因为混凝土表面水分流失快,内部损失慢,造成表面收缩大,内部收缩慢,表面混凝土收缩变形受到内部的约束,当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时,它们就会产生收缩裂缝。硬化后的混凝土的收缩主要是缩水收缩。如配筋率较大的构件(3%以上),钢筋对混凝土的约束收缩相当明显,混凝土表面容易出现裂纹。
3)炭化收缩
大气中的二氧化碳和水泥产生化学反应所造成的收缩变形。碳化收缩只有在湿度50%可以发生,以及越来越多的二氧化碳浓度和速度炭化越易发生,因此碳化收缩一般情况不做计算。
5、裂纹引起的地基变形
1)基础地质差异太大,地基土由于不同的压缩性产生不均匀沉降。
2)结构荷载差异太大。在地质条件比较一致的条件下,每个部分的基础负荷差异太大时,可能引起不均匀沉降。
3)结构基础类型差异大,也能造成地基不均匀沉降。
4)地面冻胀。在小于零度的条件下,高水分含量的地基土冻胀;當温度回升,解冻,地面沉降。因此地基的冻结或融化均能能引起不均匀的沉降,导致裂缝的产生。
5)桥梁基础在滑坡体上,喀斯特洞穴或活动断层等不良地质,可能造成不均匀沉降,导致裂缝的出现。
6、温度变化所造成的裂缝
1)突然降温冷却。天气突降大雨,冷空气袭击,日落等都可导致结构外表面温度突然下降,但由于内部温度变化相对缓慢产生温度梯度。由于其自身的限制功能约束,导致局部拉应力越大,出现裂缝。
2)水化热。施工过程中出现的,大体积混凝土(厚度超过2米)浇筑后,因为水泥水化放热,内部温度很高,表面温度低下,内外温度差大,表面出现裂纹。
二、混凝土桥梁施工裂缝对策分析
1、钢铁除锈。
钢筋的绑扎前要进行彻底的除锈工作,保证使用质量。安装时应注意的钢筋的间距,形状,类型,数量等项目,或根据合理的方式进行钢筋结合接头。由于钢筋层的厚度对钢筋混凝土构件的受力有重要影响,但保护层的厚度似乎接近,特别是在地理环境恶劣的条件下,因此,加强钢筋外部和模板之间留有空间。这样的质量才能保证混凝土结构。
2、安装和拆除模板
在桥梁工程中,使用模板和安装支架的负载、硬度、稳定性进行严格的验证,并且不应该将使用过的工具直接把他们拿到这里的桥梁施工中应用。特别是更多的支架,要进行仔细检查,使支架稳定,消除形状改变。在模板的安装时应注意的模板和混凝土间距尽可能小,保证不漏浆,使工作可以做到桥梁结构的对称完美,质量得到保证。支架的拆除应遵循一定的顺序,根据具体施工条件确定应拆除的时期。对尚未达到凝血土相应强度要求的要延期拆除。
3、混凝土的养护
混凝土的养护是混凝土后期的重要工作,确保桥梁质量,必须做到合理的维修和养护。例如,在混凝土终凝后应进行砂岩覆盖,间隔的喷水或薄膜保湿养护措施等,尽可能避免剧烈的混凝土干燥或温度剧变和干扰因素影响混凝土的质量。实践证明,普通硅酸盐水泥或矿硅酸盐水泥混凝土的固化时间应不少于7天。尤其是在冬天桥梁工程是要特别注意和重视的。不能直接对空气干燥部的一个具体部位进行水直接浇注,可以用塑料薄膜覆盖或其他材料保湿固化。
4、浇注混凝土的模板、支架,钢筋是混凝土浇注过程中不可缺乏的工具
在混凝土的浇注之前必须仔细检查是否有任何破坏和变形,必须修正或更换不合格的工具。设置的保护层厚度,预埋件,预留孔洞等要正确无误,并应特别专门的保管混凝土搅拌和振动器械的专业人员,确保混凝土浇筑能连续进行浇注。一切正常后方可进行浇注。浇注过程中要防止构件的运动和变形。大面积混凝土的浇筑的也要满足相应的特殊要求,如分层浇筑振捣要完全,并应采取一定的措施,以降低温度差,并避免产生温度裂缝。最后对混凝土振动密实,确保能填满每个角落,确保没有空隙,减少空气渗入的机会。
三、结语
混凝土建筑材料的桥梁,桥梁裂缝的原因有很多。因此,我们必须重视桥梁裂缝问题,这就需要对混凝土桥梁施工中有一定的理解和处理方法。在桥梁的建设施工时,我们要多观察,出现的问题及时分析、总结,利用各种预防和补救措施,尽量避免和处理好裂缝。如果采用科学、规范的施工过程中,许多混凝土桥梁的裂缝是可以避免和消除的,所以必须在施工过程中加强管理,规范操作。不要等到裂缝出现的时候才想去补救,要尽可能避免裂缝的产生,进一步的提高桥梁的安全性。
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[4]雷乃金, 混凝土桥梁施工中裂缝产生原因浅析[J],中国水运,2007(5).
[5]顾志刚, 混凝土桥梁施工中出现的裂缝原因及控制对策[J],城市建设理论研究,2011(21).
[6]张金波, 浅析桥梁施工中裂缝产生的原因及其对策[J], 科海故事博览·科教创新,2009(5).
[7]陶俊, 浅析桥梁施工中裂缝产生的原因及其对策[J], 科技资讯,2009.
[8]李灵,浅谈混凝土桥梁施工裂缝的原因及防范[J], 城市建设理论研究,2011.