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摘要:近年来,我国的铁路交通网不断完善,并推动社会经济的发展。在各类建筑中使用最多的材料就是混凝土,它也是用途最广泛的建筑材料,不管是房屋的修建、铁路的建设还是桥梁的修建都离不开混凝土材料。混凝土被用于各类建筑中是因为它拥有自己明显的优势:抗压性、可塑性和耐火性都比较强,但是它也有比较致命的弱点,就是抗拉性差,这是混凝土裂缝出现的主要原因。在铁路桥梁的施工和竣工使用过程中,混凝土裂缝的产生会直接影响桥梁的质量以及桥梁的使用寿命,所以对混凝土裂缝产生的原因进行积极分析,并采取有效的防范措施和解决方法,对于铁路桥梁的发展是具有重要意义的。本文主要讨论和分析了混凝土铁路桥梁梁体裂损原因,尽量避免在铁路桥梁的建设中出现危害比较大的裂缝,造成桥梁质量的影响。希望通过本文的总结和分析,可以对铁路桥梁梁体裂损起到一定的防范作用,为基础交通建设提供更多的有利保证,促进我国经济建设的发展。
关键词:铁路桥梁;梁体裂损;原因分析;整治措施
引言
铁路桥梁工程是土木工程的重要组成部分,铁路桥梁施工质量的优劣直接关系到其运行的可靠性和安全性。铁路桥梁施工过程中以钢筋混凝土为主要材料,虽然采用钢筋混凝土材料修建的铁路桥梁有着坚固、美观的特点,但在施工过程中受到内外因素的作用,容易导致物理结构变化的产生出现裂缝,从而影响铁路桥梁的质量,降低桥梁结构刚度和强度,严重时会导致工程事故的发生。基于以上,本文简要探讨了铁路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施。
1裂缝对于铁路桥梁施工的危害
在铁路桥梁施工中,裂缝的产生是施工的大忌,会对铁路桥梁施工产生不可避免的危害。一方面,桥梁裂缝的出现,会显著影响到铁路桥梁结构的稳定性,导致铁路桥梁整体结构的稳定性下降,甚至由于裂缝的延伸而影响到桥梁内部的结构稳定性,造成极大的潜在桥梁结构安全隐患。另一方面,桥梁裂缝的出现很可能使得桥梁内部的部分钢筋暴露与外界空气当中,在长期使用的过程中,暴露在外界的钢筋很容易被腐蚀,进而导致桥梁的稳定性和安全可靠性下降。除此之外,桥梁裂缝的出现必然会显著减少铁路桥梁的使用寿命,使得铁路桥梁的使用年限达不到预期的设计年限,显著降低铁路桥梁建设的经济效益。
2铁路桥梁梁体裂缝产生的原因
2.1荷载裂缝
在铁路桥梁施工的过程中,外界附加荷载过大会导致结构性裂缝的出现,具体来说有以下两个方面。首先,在铁路桥梁设计过程中,存在预算不完全的情况,荷载预算不足,施工人员施工过程中盲目的将大型施工机械和大量施工材料堆积在桥梁结构物上,荷载超标,桥梁结构不堪重负,导致直接应力裂缝的产生;第二,是在施工设计阶段预算不全面,没有考虑到铁路桥梁施工过程中开洞、凿槽等导致荷载因素的变化,从而导致次应力裂缝的产生。
2.2原材料本身引起的裂缝
在进行桥梁建设的过程中,最为常见的材料就是混凝土,混凝土是由水、水泥、骨料以及各种外添加剂按照一定的比例混合而成,如果在制作的过程中没有控制好各种原料的比例,就会严重影响混凝土的质量,从而导致裂缝的产生。例如在采用水化热较大的硅酸盐水泥进行大体积构件施工中,往往会因为内外温度差过大而导致混凝土构件出现裂缝;如果水灰比控制不当就会使混凝土的强度降低,在应用的过程中受到荷载作用而出现破坏现象;对于骨料的粒径选择也要严格控制,过大过小都会影响混凝土材料的原有的强度;对于外添加剂的选择与用量上也必须要提高重视,如早强剂添加过量,或者外加剂内元明粉、木质素含量过高等,均会导致产生裂缝。
2.3温度性裂缝
(1)水化热。在铁路桥梁施工的过程中,浇筑混凝土时会有着水化热的产生,使得混凝土内部温度升高,导致内外温差的出现,从而导致混凝土表面产生温度裂缝。
(2)较大温差的影响。一般情况下将夏季与冬季的温差作为混凝土温差影响的标准。当桥梁在投入使用的过程中,经历一年四季的温度变化,渐渐的使桥梁的结构发生位移,并且当位移受到限制时就会压迫混凝土构件,从而使桥梁的结构出现裂缝。因为混凝土有蠕变的特性,所以在年温差范围内进行计算时,不可忽略对混凝土弹性实现一定程度的折减。
(3)高强度日照的影响
桥梁在投入使用的过程中,会受到阳光的照射,并且只会有一面受到照射,另一面处于隐蔽状态,如果日照的强度过高,那么就会造成桥面的两侧受热不均的现象出现,受到阳光曝晒的部位温度会明显高于另一面,导致桥梁的温度呈非线性式的梯度分布结构,这就会导致桥梁的内部受力不均匀,从而出现较为严重的裂缝。
3铁路桥梁梁体裂缝控制及处理技术措施
3.1加强对设计图纸的审查
在真正动土施工之前,一定要对铁路桥梁的设计图纸进行细致的审核,需要根据以往的施工经验对可能会出现施工裂缝的环节进行重点检查,确保图纸的有效可行性,避免由于设计图纸的问题造成的施工裂缝问题,铁路桥梁建设是一项设计广泛,复杂的工程,一旦施工过程中出现问题,损失就会很严重。另外,设计人员应当与建筑单位进行充分的沟通,了解建筑目的、理念、功能,对图纸设计很有帮助,对于图纸中存在的不明确问题,要及时交流,保障后期施工的顺利进行。
3.2转变观念、加强思想重视
在进行铁路桥梁工程建设时,要考虑到工程周围环境以及自然灾害等因素可能会对结构的影响,还有就是要考虑施工材料的耐久性,随着使用时间的增加,材料的性质会逐渐发生改变。在进行工程建设时要因地制宜,根据施工现场的不同环境要求,设计出相应的桥梁结构以及施工方案。在桥梁工程建设的历程中,人们要将传统的思想观念进行转变,从裂缝的解决观念转变至裂缝的预防观念,并且重视桥梁建设过程中的裂缝防治工作。
3.3加强温度控制
在拌制混凝土的过程中,为了减少水泥用量,降低水化热,可以加入适量粉煤灰,粉煤灰中的硅、铝氧化物会与水化产物进行二次反应,降低混凝土的热涨作用,同时粉煤灰的火山灰反应能够有效改善铁路桥梁混凝土构件内部孔结构,提升致密性,降低收缩值,从而有效防止水化热的影响,预防温度裂缝的产生。此外,在不影响混凝土质量的前提下,可以适当加入减水剂与缓凝剂等外加剂,减水剂能够降低水灰比,从而防止开裂,缓凝剂的加入则能够延缓混凝土放热峰值出现的时间,放热峰值出现时,桥梁混凝土构件强度增大,能够有效降低裂缝出现的概率。在铁路桥梁混凝土浇筑施工的过程中,应当尽量避开太阳辐射较高的时间,如果在夏季施工,则应当避开正午时段,尽可能在夜间浇筑施工。
3.4合理设计荷载和铁路桥梁布局
在施工设计阶段,设计人员做好荷载分析工作,对桥梁运营进行调研,保证施工过程中桥梁承载力大于实际荷载,避免施工或后期维护过程中出现裂缝问题。此外,设计人员应当对铁路桥梁施工进行整体规划,合理进行钢筋布局,这对于防止裂缝产生也有着重要作用。
结语
混凝土桥梁裂缝不是一个简单的问题,它的形成包含了设计、施工以及管理等多个方面,如果有哪一个环节没有处理好或者受到疏忽,都会造成裂缝的产生,严重的还会给人类的生活带来灾害和经济的损失。施工管理是一个非常重要的过程,在管理过程中及时发现问题和解决问题,加强对施工现场的管理可以最大限度地避免桥梁裂缝的产生。
参考文献:
[1]贾宪伟.高速铁路桥梁工程大体积混凝土裂缝的原因分析与控制措施[J].建筑工程技术与设计,2014(10).
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