铁路桥梁墩身混凝土裂隙的原因及控制
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铁路桥梁墩身混凝土裂隙的原因及控制
【摘 要】铁路桥梁墩身混凝土裂缝分为三种:表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。三种裂隙产生的原因、影响、控制及措施。
【关键词】铁路桥梁墩身;混凝土裂缝;原因;措施
随着当代高速铁路的广泛应用,高墩大跨度铁路桥梁应用越来越普遍,随之而来的就是铁路桥墩身混凝土开裂问题,这是比较常见的质量通病。墩身一旦出现裂缝,不仅仅是墩身的美观甚至会影响桥梁的正常使用。
无论现场管理水平如何,混凝土的施工都不可能在非常理想的条件下进行,往往会由于种种原因,或者是结构型式的特殊,或者是气候条件的恶劣,或者是施工方法、施工工艺的不规范等等,一般情况下,很容易在混凝土的浇筑过程中或刚刚施工完不久产生表面缺陷,再者本身施工过程非常规范,工艺、质量均很好,但成品保护意识不强也造成了很多表面缺陷。
1.铁路桥混凝土墩身常见的裂缝形成原因及危害
在墩身模板拆除后由于室外的环境温差较大,桥墩表面混凝土会在热胀冷缩作用下其表面会产生大面积宽度在0.2mm以下细微的裂缝,这些裂缝长度不等深度相对比较浅。在开裂初期这些裂缝只会影响混凝土墩身的外观。如果后期环境干燥,会导致更多细纹的增多。容易渗入雨雪,尤其在低温地区因产生冻融膨胀应力,会导致桥墩混凝土发生开裂、剥落。
2.铁路桥混凝土墩身常见的裂缝的几种主要类型
2.1纵向贯穿桥梁混凝土蹲身的深层裂缝
这种裂缝一般出现在铁路双线或者多线桥墩墩身的对称两侧,当其拆模后约1~10天内出现,裂缝宽度会超过0.2mm,深度达到10cm,甚至贯穿整个墩身。在温度较低的区域,如果不严加控制会严重影响桥墩结构的安全。
2.2桥梁混凝土桥墩表面的龟裂纹
有些桥梁混凝土桥墩在拆模几天后,表面经常会出现不规则的缝隙宽度小于0.2mm的裂缝,此谓龟裂。这种裂缝的长度不等、深度也比较浅,但是其开裂面积很大。在初期,开裂仅仅会直接影响混凝土桥墩墩身的外观,后期开裂面积增加,容易渗入雨雪,尤其是在低温地区,会使其产生冻融膨胀应力,导致桥墩发生开裂、剥落。
2.3沿桥墩墩身护面钢筋的环向、纵向裂缝
此种裂缝只在桥墩护面钢筋外侧出现,其宽度在0.2mm以上,长度也不规则。这种裂缝出现情况较少,一旦出现,就要及时处理,否则会造成桥墩钢筋腐蚀,影响桥墩的寿命。
3.铁路桥混凝土墩身裂缝的预防措施
根据各种现实施工,混凝土裂缝主要是水泥水化过程中释放了大量的热量,因此,我们对桥梁中大体积混凝土应该选择地热或者中热的水泥品种。在施工中应尽量使用矿碴硅酸盐水泥,火山灰水泥。因为水泥释放温度的大小及速度取决于水泥矿物成分的不同。
在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,防治结构出现裂缝,利用粉煤灰的掺合料是最有效的方法之一。外加剂可以选择:膨胀剂、减水剂、缓凝剂。膨胀剂可以代替等量的水泥,并且混凝土产生适度的膨胀;一方面保证混凝土的密实性,另一方面混凝土内部产生预压力,以抵消部分拉应力。加入缓凝剂,应保证一定的塌落度。这样可以延缓水化热的峰值期并改善混凝土的和易性,减低水灰比已达到减少水化热的目的。
(1)骨料上的选择,应该选取粒径强度高的级配良好的骨料。这样可以获得较小的孔隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热减少干缩,减小了混凝土裂隙的发展。
(2)在温度较高的情况下施工,我们一定要注意降低混凝土浇筑时间的温度。在冬季施工中,因为要防止早期混凝土被冻问题,所以要求混凝土浇筑时应该有较高的浇筑温度。
(3)当混凝土保护风过大时,混凝土表面的拉应力主要由混凝土来承担,然而混凝土所能承受的拉应力只能承受很小的一部分,当拉力超过了混凝土的极限拉应力时,混凝土将会产生裂缝。
4.总结
虽然混凝土很容易因外界环境产生裂缝,但是经过长期的铁路桥梁工程实践证明,其裂缝的出现不是不可控制的,只要在施工工艺,材料选择、施工规范以及后期养生过程中能够充分考虑到各种因素的影响就能有效的避免危害墩身结构的裂缝的产生。