谈桥梁施工裂缝的形成原因及预防

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谈桥梁施工裂缝的形成原因及预防

摘要:桥粱施工裂缝是一个具有普遍性且被工程界很为关注的问题。桥粱裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响。本文从施工结构和非结构,以及工艺质量、施工材料质量、温度变化等方面阐述了桥梁裂缝的成因。并提出了相应的裂缝防治措施。

关键词:桥梁施工 裂缝 施工工艺质量

1 桥梁施工裂缝的成因

桥梁施工裂缝的成因主要包含三个方面,一是结构性裂缝,二是非结构性裂缝。三是施工质量引起的裂缝问题。下面一一进行阐述。

1.1 非结构性裂缝

第一,温度差异。由于在桥梁施工过程中,混凝土会热膨胀或收缩,外界温度变化也会对桥梁施工项目有直接影响,温差过大,混凝土的表面和内部形成温度梯度,引起的表面应力超过混凝土抗拉强度,内部和外部出现不协调,进而发生变形,或者是裂纹问题。影响桥梁施工温度变化的因素主要有,阳光、温度下降、等保养不当,造成时热时冷,区域差异大。

第二,冻裂原因。当温度低于零度是,混凝土容易饱和,混凝土冻结,混凝土中的水的体积膨胀,导致混凝土开始膨胀,混凝土中的渗透压和应力重新分配,导致混凝土强度发生变化,所以桥梁会出现裂缝状况。在寒冷的冬季天气条件下,特别是零度以下的温度,混凝土水饱和快,饱和度高,体积膨胀大,桥梁才有可能发生冻胀破坏问题,所以桥梁施工过程中,裂缝的成因并非总是如此,按照桥梁施工规则,不提倡冬季进行桥梁施工工作。

第三,收缩裂缝。混凝土收缩裂缝是最常见的成因。引起收缩现象的主要表现有塑性收缩和干燥收缩。桥梁施工中,混凝土的养护时间,混凝土水温度,湿度等发生辩护,都会使桥梁表面容易产生微裂纹,表面裂缝由于没有规律,影响了桥梁的外观质量和耐久性。塑性收缩裂缝,发生桥梁混凝土浇筑后的4到5个小时内,水化反应导致的水分迅速蒸发,在混凝土尚未硬化前,发生了收缩现象。收缩裂缝现象大部分发生在凝固过程中,由于混凝土中存在多余水分,混凝土表面和内部的蒸发率不同,产生的表面和内部的水分不均匀,从而产生收缩。由于表面形状受到内部约束的影响,导致混凝土表面发生拉和张力,当桥梁表面拉应力超过其抗拉强度,就会发生裂纹现象。除了桥梁自收缩和碳化收缩成因。水化反应导致混凝土膨胀或收缩的过程中,这与外界湿度是相互关系的;大气中的二氧化碳和水,与水泥水化产物相互作用就会产生的碳酸钙,这种作用会损伤混凝土内部的碱性环境,腐蚀钢筋,其保护层遭受破坏,此时容易引起碳化收缩,一般在高湿度条件下,就会产生更大的收缩问题。

最后,沉降裂缝。地基不均匀,容易出现沉降问题,或是出现横向位移,一旦基底附加应力超过混凝土的抗拉强度时,就会对桥梁结构产生整体破坏,或者是裂纹问题。根据地质条件不明确;桥梁基础在滑坡,断裂带;地质基础差异等,都会因不同地区不同程度产生不同的压缩;当然,地质温度变化也要受到霜冻影响,霜冻所造成的地基非均匀分布,也容易是桥梁产生沉降裂缝。

1.2 结构裂缝

桥梁设计强度不符合施工要求,导致地基承载力不足,外部负载过高,引起结构裂缝,结构裂缝主要包括由外荷载引起的正应力,以及次应力等发生裂纹。

第一,负载直接造成的直接应力导致的桥梁开裂。在桥梁施工中,不考虑基桩的受力特性,施工的工具,材料等随机堆放。对施工桥梁结构,没有做相关的压力测试,或者不是根据施工图纸进行施工。甚至是在桥梁使用阶段出现超载,突然冲击,爆炸等不安全因素也可引起裂缝。

第二,局部应力集中造成桥梁裂缝。在工程实践中,局部应力集中是最常见的结构裂缝成因。如施工过程中,不可避免实施开口,牛腿设计,所造成的突变压力,导致桥梁混凝土开裂。结构中的转角形状突变,钢筋容易弯曲,出现结构裂缝。

1.3 施工质量引起的桥梁裂缝

这里的施工质量主要是施工工程的材料和工艺问题。例如材料中,由水泥,沙子,骨料,水等搅拌,并加入一定量的外加剂。材料质量的好坏。直接影响桥梁工程质量状况,材料的受潮问题,高碱的骨料性能的变化,砾石尺寸大小造成颗粒不均,材料的过期将导致强度发生变化,造成桥梁开裂。

桥梁施工工艺状况,也将导致混凝土浇筑过程的各种裂缝问题产生。混凝土保护层的厚度过度厚重,对上层钢筋具有约束力,模板结构不合理,混凝土浇注不完全容易引起沉淀,浇注过程振动,混凝土浇筑均匀,拆模过早等,造成混凝土强度是不够,这些施工工艺容易引起裂缝。

2 桥梁施工裂缝的预防

2.1 表面修复法

表面修复方法是一种简单,常见的修补方法。它主要适用于对稳定性和承载力相对较好的桥梁面,是桥梁表面裂纹处理,不适合于深入的裂缝处理。通常的治疗措施有表面涂抹水泥浆,环氧砂浆,或者在桥梁混凝土表面,涂抹沥青防腐涂料,在桥梁裂缝保护的同时,防止混凝土受其他的影响继续发生裂纹。因此,可以在裂纹表面粘贴玻璃纤维布和其他措施等。

2.2 灌浆、嵌缝封堵法 对于桥梁整体结构出现影响,或出现防渗要求混凝土裂缝修复,此时,可以使用灌浆修复方法,它是利用压力设备将胶结材料,压入混凝土裂缝。胶凝材料混合混凝土形成一个整体,从而实现加固的目的。常用的灌浆水泥材料,有水泥,环氧树脂,甲基丙烯酸酯,聚氨酯等化工原料。嵌缝封堵法是最常见的裂缝修复方法,它通常是沿裂缝凿,槽中填充塑料密封材料,以达到封闭目的。常用的材料是聚氯乙烯水泥,塑料软膏,丁基橡胶密封材料。

2.3 结构加固法

裂纹影响混凝土结构性能,就要考虑采取加强混凝土结构内处理方法。结构加固常用的有以下几种方法:增加截面混凝土表面面积,角落外包型钢,采用预应力加固,粘钢加固,额外加固、注射混凝土。防止塑性沉降裂缝的办法主要有:基础处理、支架搭设等临时措施或设备设施进行科学设计、严格施工。一般可采取的措施是对支架进行仝面积预缝以消除非弹性变形:混凝土中加减水剂减少混凝土泌水,确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行=次振捣抹面。

2.4 混凝土置换法

置换法是处理严重破坏混凝土是一种有效的方法。该方法首先将原有混凝土拆除,再换上新的混凝土或其他材料。常用的替代混凝土有,水泥砂浆,聚合物或聚合物改性混凝土或砂浆。

2.5 电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用。改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

参考文献

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