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摘要:在道路桥梁使用的过程中,如果因为自然因素或者是人为因素而造成裂缝,不仅会降低行车的舒适度,造成严重的交通事故,也会极大的缩短道路桥梁的使用寿命,给社会经济发展造成严重损失,为此关于道路桥梁施工裂缝技术研究也在不断增多,只有通过对道路桥梁施工裂缝产生的原因进行分析,才能够对症下药,尽量减少裂缝产生的几率。
关键词:道路桥梁;施工;裂缝问题
引言:文章主要针对道路桥梁施工过程中裂缝产生的原因进行分析,提出了相对应的解决策略,保证混凝土的抗裂性能,避免混凝土出现裂缝的问题,提高道路桥梁的使用寿命,也能够保证道路桥梁项目建设的整体经济效益。
1.道路桥梁施工产生裂缝的主要原因
1.1载荷引起的裂缝
载荷裂缝就是指在常规载荷以及侧应力的作用下,使得混凝土道路桥梁产生的裂缝。在外载荷的作用下,道路桥梁表面会出现直接应力裂缝,主要原因是设计模型不够完善,导致道路桥梁的整体结构受力与实际情况不一致,导致道路桥梁整体结构的安全系数不符合标准,也没有充足的结构刚度。此外在构造过程中,少算、漏算载荷造成断面设计不到位。如果配筋以及内力设计失误也会导致钢筋使用量减少,引起质量隐患。在结构设计时也没有进行实地考察,对设计图纸的具体内容也没有进行明确处理,施工过程中没有严格的对机具、材料等进行管控,随意对预制构件翻身、起吊、运输,也没有严格按照相应的施工顺序进行施工,造成结构受力模型发生了严重的变化。在外载荷设计的过程中,计算与结构物的工作状态存在明显的差别,很容易导致桥梁部分产生次应力,引起混凝土开裂的情况。例如应该设计成X型的钢筋,必须要有两铰拱桥的拱脚,并且应该采用断面尺寸削减的方法,但是在实际设计的过程中会出现弯曲的情况,造成混凝土裂缝,引起钢筋锈蚀。此外在道路桥梁结构设计的过程中,常规预算很难准确的判断结构模型的受力变化,往往按照设计师的个人经验来布置受力,这样也会导致设置不理想,在受力构件被挖空之后,形成巨大的集中应力。
1.2温度变化而造成混凝土裂缝
混凝土自身具有热胀冷缩的特点,很容易受到外部环境的温度变化而导致内部结构变化,在混凝土热胀冷缩的过程中,如果变形受阻,则结构内部会产生应力,当应力大于混凝土的抗拉强度时,道路桥梁就会产生温度裂缝,尤其是大跨径的钢筋混凝土桥梁中,很有可能造成温度应力超出载荷应力的情况。产生温度变化的原因有很多,首先,我国大多数地区四季分明,一年之内的温差会不断发生变化,这样的缓慢变化也会造成道路桥梁出现纵向位移的情况,甚至造成混凝土变形随着道路桥梁使用的时间越长,受到温度的变化也就越明显,久而久之导致道路桥梁工程的使用寿命下降。其次,大多数的道路桥梁直接暴露在阳光下,混凝土吸收了大量的热量会晒化,造成路面分布不规律的情况产生了裂缝,在大风、暴雪等恶劣天气下,道路桥梁混凝土结构的表面温度会急剧下降,这样突然的温度变化也会造成整个结构的温度分布不均匀,从而引发应力变化,造成裂缝。
1.3收缩裂缝
在道路桥梁建设的过程中,混凝土自身的收缩变化,会导致裂缝问题,一方面塑性收缩的影响,在浇筑施工完成之后的4~5h之内,水泥会发生非常剧烈的水化反应,也会急剧蒸发水分,混凝土的失水量过多也会造成混凝土收缩出现塑性收缩,如果骨料在下沉的过程中遇到了钢筋导致结构内部产生裂缝,这种收缩属于干缩。当混凝土硬化完成之后,内部的湿度会不断的蒸发而逐渐下降,导致混凝土的自身体积缩小,当混凝土表面水分蒸发要高于内部水分时,会产生表面收缩过大而内部收缩小的问题,这时的表面收缩变形,会被内部混凝土所约束,表面混凝土就会受到拉力,承受的拉力会大于抗拉强度而形成收缩裂缝。
1.4钢筋锈蚀裂缝
混凝土的质量不符合设计要求,或者保护层的厚度不足时,空气中的二氧化碳就会进入到混凝土的内部,破坏钢筋周围的混凝土碱度,空气中的氯化物进入到混凝土内部,也会增加钢筋附近的氯离子,造成钢筋表面的氧化膜受损,导致铁离子与氧气和水分发生化学反应,产生钢筋锈蚀。这些锈蚀层随着时间的不断积累,也会造成钢筋的体积膨胀,出现开裂玻璃的问题。
1.5其他
在道路桥梁工程施工的过程中,混凝土的配合比控制不合格会产生结构裂缝,或者是在施工的过程中针对混凝土的浇筑起模,堆放运输吊装,没有严格按照施工流程进行施工,或者施工质量不达标等问题也会产生裂缝。
2.解决道路桥梁施工中混凝土裂缝的主要措施
2.1加强混凝土施工质量的管理
首先,必须要保证混凝土材料的整体质量,在选择水泥时必须要选用高标号的水泥,尽量减少水泥的使用,还应该保证水泥具有低水化热的水泥,延缓水泥的峰期。其次,要加强对于混凝土骨料的配合,选择合适的外加剂,预埋件的量要合理化控制,保证施工技术得到全面的提升。施工人员在施工之前,必须要针对工程的实际情况进行重点勘查,加强对道路桥梁布局的整体设计。应该对道路桥梁的结构进行科学性、可行性和可靠性分析,在计算荷载时不能够忽略施工过程中机械设备的荷载[1]。
2.2加强混凝土温度控制
在混凝土温度控制时,可以利用水冷却碎石,保证混凝土浇筑时的温度下降。在夏天浇筑混凝土时也要降低浇筑的整体厚度,促进水泥的散热速度,将水管埋入到混凝土中可以利用冷水快速冷却混凝土。加强对拆模时间的控制,避免混凝土的表面产生大量的温差。在添加水量时要注重水量,减少混凝土的整体温度,例如在天气气温比较高的情况下,如果混凝土浇筑的厚度不符合要求,则很容易导致混凝土散热性能受到影响,造成混凝土内部温度过高。此外混凝土自身的质量也能够直接影响混凝土的强度和抗裂性,所以在道路桥梁建设过程中,应该严格控制混凝土的搅拌、堆放以及浇筑的过程,在温度过高的情况下,必须通过浇水的方式来减少水泥的温度[2]。
2.3加强混凝土的养护工作
在混凝土养护的过程中,必须要保证混凝土的温湿条件。首先,要避免不利的温度和湿度,造成混凝土内部结构破坏。其次,要尽可能地避免冷缩或者干缩现象的产生,还应该保证水泥水化工作的顺利进行,提高混凝土强度以及抗裂缝的能力。如果不重视施工安全,很容易导致在施工的过程中存在质量问题,所以必须要加大对施工设计方案、施工材料、施工器械的选择与管理。加强对施工人员的组织进行把控,只有做好这些施工管理工作才能够为后续的施工打下基础。
结论:
简而言之,道路桥梁施工技术虽然比较简单,但是由于桥梁承担着非常重要的职责,所以必须加强对道路桥梁的施工质量控制。在道路桥梁施工中最常见的问题是裂缝问题,不仅存在一定的行车安全隐患,也会影响道路桥梁的使用寿命,所以要通过恰当的措施来严格控制道路桥梁施工裂缝的产生,确保道路桥梁工程的施工建设质量[3]。
参考文献:
[1]任战文,范磊磊.对道路桥梁施工中裂缝形成原因的分析[J].绿色环保建材,2018(10):106+108.
[2]王欣.道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术[J].中国新技术新产品,2018(20):97-98.
[3]崔宇峰.道桥设计及施工中的裂缝成因研究[J].黑龙江科学,2018,9(20):108-109.