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【摘要】随着现代化技术与桥梁工程的飞速发展,桥梁工程已经成为重点发展项目之一,其中桥梁施工裂缝成为桥梁工程发展的重点问题。文章结合桥梁施工裂缝成因及防控措施探究几种常见裂缝类型的成因,并且提出具有针对性的防控措施,以便今后在桥梁施工过程中对各个阶段进行预防控制,减少裂缝问题的发生。
【关键词】桥梁施工;桥梁结构;裂缝成因;防控措施
一般桥梁在施工过程中,比较容易出现裂缝问题,一是温度裂缝、二是收缩徐变过程中的裂缝、三是预应力估算不足导致的裂缝、四是设计以及施工不妥当导致的裂缝、五是桥梁高性能混凝土裂缝,而导致空气中有害气体进入到梁体内部,使钢筋锈蚀,从而影响整个桥梁结构的耐久性,使桥梁的质量及使用寿命得不到保证。下文进行详细分析。
1、桥梁施工裂缝成因分析
1.1温度裂缝
混凝土本身具备热胀冷缩的特点,由于周围环境温度的升高以及内部结构的温度变化导致混凝土梁体出现变形的情况,混凝土一旦变形受到约束在梁体中就会产生拉应力,拉应力超过了混凝土本身的抗拉强度时,就会使混凝土出现裂缝的现象,其中有三种裂缝会导致温度裂缝的出现。一是日昼温差的变化。白天混凝土部分在受到太阳不停辐射而形成的非线性温度场,在加上梁体的各个部位约束不同,导致局部的拉应力出现超限的情况,从而出现梁体裂缝。而夜晚温度低,梁体周围的温度也会出现温度骤降的现象,内部温差的变化使梁体产生裂缝。二是季节性温差的变化。梁体自身存在内力,但由于季节性温差导致内力的大小以及分布和梁体的具体结构不同,一旦内力超过了梁体的自身强度就会出现梁体裂缝情况。三是水化热效应的变化。梁体截面尺寸较大的建筑,由于水泥硬化时会产生大量的水化热而且不容易挥发,在板厚温度较高,表面接触空气的温度较低时,板中会产生外侧受拉,内部受压的应力,由于水热化易引起表面的拉应力,而大于了混凝土早期的强度,导致开裂的现象。
1.2收缩徐变过程中的裂缝
混凝土在凝结以及硬化的过程中会出现的收缩情况,在梁体自身结构受到约束时,就会产生裂缝现象。这种现象产生后,由于混凝土自身的徐变特点和作用,会使梁体宽度逐渐增加。水灰的比例、外加剂、外界的环境、养护方式、加载龄期都是使混凝土徐变裂缝的主要材料。影响混凝土收缩徐变过程中的裂缝原因有很多,现有的一些理论并不能进行完整的解释和预测,因此预测精度和选择上都要有专业技术人员,在重大工程中出现的裂缝现象必须进行专项研究。
1.3预应力估算不足导致的裂缝
预应力估算不足导致的裂缝是桥梁施工中最为常见的一种。现如今的桥梁施工规范中没有对竖向预应力弹性压缩以及徐变的损失进行针对性的说明,因此现有的竖向预应力损失的计算都是根据纵向预应力进行的,竖向预应力筋大多较短,在钢筋回缩、锚具变形、垫板挤压的过程中造成的预应力损失过大,根据调查表明其中损失高达50%,因此在近些年修建的大跨度桥梁中箱梁腹板也相继出现不同程度的裂缝,导致专家以及施工单位对预应力估算产生质疑。
1.4设计以及施工不妥当导致的裂缝
设计阶段是桥梁施工的关键,而在以往的施工设计过程中,结构计算模型不规范或不周全,二期恒载估计不足导致结构的不安全,预应力布置的不恰当,在施工设计过程中没有进行考虑,结构构造不当,都会导致桥梁结构出现裂缝。施工超过设计规范要求,混凝土在振捣中出现不密实不均匀情况,预应力张拉时间早和顺序不恰当,混凝土养护不重视,也都是导致混凝土桥梁开裂情况的发生。
1.5桥梁高性能混凝土裂缝
混凝土一般是由砂石骨料、水泥、水等其他外加材料混合而成的非均质脆性材料,混凝土浇灌过程中要测试入模温度及环境温度,混凝土裂缝的存在通常会使内部的一些材料产生腐蚀,使混凝土的承载力、耐久性和抗渗透能力低下的同时,影响建筑的外观及寿命,甚至威胁到大家的生命、财产安全。
2、桥梁施工裂缝防控措施
2.1温度裂缝的防控措施
要解决温度裂缝的问题,应首先将日昼温差和阶级温差的变化,在计算的构成中保证输入的参数能与实际的参数相符,并能将桥梁的实际实况进行分析和考虑,然后选择合适的温度方式和最大温差;其次,为了降低水热温度应力也可在混凝土中掺入定量的粉煤灰。粉煤灰能减少最大温差,并且能减少最大拉应力,对混凝土抗裂性有很大的提高;最后,还可以通过水热化效应的分析,找出温度变化比较大的地区并且在初期对其進行保暖、洒水的保护处理,保证拆模的时间合理,考虑到日昼气温的变化,拆模不应在气温降低的过程中,防止混凝土因温度冲击导致的裂缝现象,降低入仓温度,在温度低时进行浇筑。
2.2收缩徐变裂缝的防控措施
防止收缩徐变裂缝的发生首先应从模型着手,不同模型建立机理也不同,参数的选择也不同,较复杂材料的特性预测模型的参数有限而无法代表,导致混凝土的精度降低。在桥梁的设计中,尤其是跨度大的桥梁设计中,需将混凝土收缩徐变结构和混凝土对桥梁的影响进行精密的分析,也可采用混凝土收缩徐变方式和环境参数设计,提高预测的精准度。做好浇筑工作也是减少混凝土收缩徐变开裂现象的重点。
2.3预应力估算不足裂缝的防控措施
预应力估算不足是导致腹板斜裂缝产生的原因之一。所以为了减少预应力估算不足,应当对钢筋的回缩和锚具变形、垫板变形进行现场预测,预应力估算不足是较为严重的工程质量问题,应有效利用设置竖弯预应力的方式来抗斜截面的主拉应力问题。
2.4设计以及施工不妥当裂缝的防控措施
最严重的桥梁施工裂缝问题是设计以及施工不妥,解决该类问题应严格按照施工规范进行,设计方案要与实际结构符合,配置材料要科学合理,局部结构要得当,避免出现应力集中的情况,在增加钢筋的过程中要既满足受力要求还要对施工的可行性进行考虑,在施工图纸提交过程中应把图纸内容交代清楚。施工单位要严格按照图纸内容实施。为了杜绝空洞及蜂窝的出现,模板搭建要密实。混凝土振捣要均匀,也要对混凝土养护方面进行重视,做好养护工作以及保暖的防护措施。
结语:
总体来说,在以后的施工过程中要防止裂缝的发生,需从温度变化、收缩徐变、预应力估算不足、设计及施工不当等方面进行裂缝防控措施的实施,保证桥梁施工质量,促进桥梁行业的发展。
参考文献:
[1]邱灿浪,范俊嫘.桥梁施工裂缝成因及防控措施探究[J].交通世界,2017(12):108-109.
[2]汪渊.浅议桥梁施工中的裂缝成因及防控措施[J].建材与装饰,2016(50).
【关键词】桥梁施工;桥梁结构;裂缝成因;防控措施
一般桥梁在施工过程中,比较容易出现裂缝问题,一是温度裂缝、二是收缩徐变过程中的裂缝、三是预应力估算不足导致的裂缝、四是设计以及施工不妥当导致的裂缝、五是桥梁高性能混凝土裂缝,而导致空气中有害气体进入到梁体内部,使钢筋锈蚀,从而影响整个桥梁结构的耐久性,使桥梁的质量及使用寿命得不到保证。下文进行详细分析。
1、桥梁施工裂缝成因分析
1.1温度裂缝
混凝土本身具备热胀冷缩的特点,由于周围环境温度的升高以及内部结构的温度变化导致混凝土梁体出现变形的情况,混凝土一旦变形受到约束在梁体中就会产生拉应力,拉应力超过了混凝土本身的抗拉强度时,就会使混凝土出现裂缝的现象,其中有三种裂缝会导致温度裂缝的出现。一是日昼温差的变化。白天混凝土部分在受到太阳不停辐射而形成的非线性温度场,在加上梁体的各个部位约束不同,导致局部的拉应力出现超限的情况,从而出现梁体裂缝。而夜晚温度低,梁体周围的温度也会出现温度骤降的现象,内部温差的变化使梁体产生裂缝。二是季节性温差的变化。梁体自身存在内力,但由于季节性温差导致内力的大小以及分布和梁体的具体结构不同,一旦内力超过了梁体的自身强度就会出现梁体裂缝情况。三是水化热效应的变化。梁体截面尺寸较大的建筑,由于水泥硬化时会产生大量的水化热而且不容易挥发,在板厚温度较高,表面接触空气的温度较低时,板中会产生外侧受拉,内部受压的应力,由于水热化易引起表面的拉应力,而大于了混凝土早期的强度,导致开裂的现象。
1.2收缩徐变过程中的裂缝
混凝土在凝结以及硬化的过程中会出现的收缩情况,在梁体自身结构受到约束时,就会产生裂缝现象。这种现象产生后,由于混凝土自身的徐变特点和作用,会使梁体宽度逐渐增加。水灰的比例、外加剂、外界的环境、养护方式、加载龄期都是使混凝土徐变裂缝的主要材料。影响混凝土收缩徐变过程中的裂缝原因有很多,现有的一些理论并不能进行完整的解释和预测,因此预测精度和选择上都要有专业技术人员,在重大工程中出现的裂缝现象必须进行专项研究。
1.3预应力估算不足导致的裂缝
预应力估算不足导致的裂缝是桥梁施工中最为常见的一种。现如今的桥梁施工规范中没有对竖向预应力弹性压缩以及徐变的损失进行针对性的说明,因此现有的竖向预应力损失的计算都是根据纵向预应力进行的,竖向预应力筋大多较短,在钢筋回缩、锚具变形、垫板挤压的过程中造成的预应力损失过大,根据调查表明其中损失高达50%,因此在近些年修建的大跨度桥梁中箱梁腹板也相继出现不同程度的裂缝,导致专家以及施工单位对预应力估算产生质疑。
1.4设计以及施工不妥当导致的裂缝
设计阶段是桥梁施工的关键,而在以往的施工设计过程中,结构计算模型不规范或不周全,二期恒载估计不足导致结构的不安全,预应力布置的不恰当,在施工设计过程中没有进行考虑,结构构造不当,都会导致桥梁结构出现裂缝。施工超过设计规范要求,混凝土在振捣中出现不密实不均匀情况,预应力张拉时间早和顺序不恰当,混凝土养护不重视,也都是导致混凝土桥梁开裂情况的发生。
1.5桥梁高性能混凝土裂缝
混凝土一般是由砂石骨料、水泥、水等其他外加材料混合而成的非均质脆性材料,混凝土浇灌过程中要测试入模温度及环境温度,混凝土裂缝的存在通常会使内部的一些材料产生腐蚀,使混凝土的承载力、耐久性和抗渗透能力低下的同时,影响建筑的外观及寿命,甚至威胁到大家的生命、财产安全。
2、桥梁施工裂缝防控措施
2.1温度裂缝的防控措施
要解决温度裂缝的问题,应首先将日昼温差和阶级温差的变化,在计算的构成中保证输入的参数能与实际的参数相符,并能将桥梁的实际实况进行分析和考虑,然后选择合适的温度方式和最大温差;其次,为了降低水热温度应力也可在混凝土中掺入定量的粉煤灰。粉煤灰能减少最大温差,并且能减少最大拉应力,对混凝土抗裂性有很大的提高;最后,还可以通过水热化效应的分析,找出温度变化比较大的地区并且在初期对其進行保暖、洒水的保护处理,保证拆模的时间合理,考虑到日昼气温的变化,拆模不应在气温降低的过程中,防止混凝土因温度冲击导致的裂缝现象,降低入仓温度,在温度低时进行浇筑。
2.2收缩徐变裂缝的防控措施
防止收缩徐变裂缝的发生首先应从模型着手,不同模型建立机理也不同,参数的选择也不同,较复杂材料的特性预测模型的参数有限而无法代表,导致混凝土的精度降低。在桥梁的设计中,尤其是跨度大的桥梁设计中,需将混凝土收缩徐变结构和混凝土对桥梁的影响进行精密的分析,也可采用混凝土收缩徐变方式和环境参数设计,提高预测的精准度。做好浇筑工作也是减少混凝土收缩徐变开裂现象的重点。
2.3预应力估算不足裂缝的防控措施
预应力估算不足是导致腹板斜裂缝产生的原因之一。所以为了减少预应力估算不足,应当对钢筋的回缩和锚具变形、垫板变形进行现场预测,预应力估算不足是较为严重的工程质量问题,应有效利用设置竖弯预应力的方式来抗斜截面的主拉应力问题。
2.4设计以及施工不妥当裂缝的防控措施
最严重的桥梁施工裂缝问题是设计以及施工不妥,解决该类问题应严格按照施工规范进行,设计方案要与实际结构符合,配置材料要科学合理,局部结构要得当,避免出现应力集中的情况,在增加钢筋的过程中要既满足受力要求还要对施工的可行性进行考虑,在施工图纸提交过程中应把图纸内容交代清楚。施工单位要严格按照图纸内容实施。为了杜绝空洞及蜂窝的出现,模板搭建要密实。混凝土振捣要均匀,也要对混凝土养护方面进行重视,做好养护工作以及保暖的防护措施。
结语:
总体来说,在以后的施工过程中要防止裂缝的发生,需从温度变化、收缩徐变、预应力估算不足、设计及施工不当等方面进行裂缝防控措施的实施,保证桥梁施工质量,促进桥梁行业的发展。
参考文献:
[1]邱灿浪,范俊嫘.桥梁施工裂缝成因及防控措施探究[J].交通世界,2017(12):108-109.
[2]汪渊.浅议桥梁施工中的裂缝成因及防控措施[J].建材与装饰,2016(50).