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毕业论文:关于道路桥梁施工中裂缝成因分析及预防对策
作者:管理员    发布于:2020-12-26 01:01:47    文字:【】【】【
摘要:摘要:以某桥梁工程为例,分别从荷载、温度变化、收缩、地基变形、钢筋锈蚀以及施工工艺等方面,对该桥梁裂缝的成因进行分析

  摘要:以某桥梁工程为例,分别从荷载、温度变化、收缩、地基变形、钢筋锈蚀以及施工工艺等方面,对该桥梁裂缝的成因进行分析,并提出有效的预防对策。研究表明,在桥梁施工中,采取有效的预防措施,能够降低裂缝的产生几率,有利于桥梁结构安全性和耐久性的提升。

  关键词:桥梁裂缝; 成因分析; 预防措施;

  0 引言

  混凝土是桥梁施工的主要材料之一,由于材料本身的性质决定了其容易产生裂缝,因此为最大限度降低桥梁裂缝的产生几率,应采取有效的预防对策。借此,本文依托工程实例,对桥梁施工中裂缝成因及预防对策展开探讨。

  1 工程概况

  某桥梁工程下部结构采用的是钻孔灌注桩基础,大型承台加实体墩柱;上部结构为预应力混凝土连续箱梁。该桥梁受到诸多因素影响,混凝土结构出现多处裂缝。为此,应分析裂缝的成因,并采取有效对策加以预防,延长桥梁结构的使用寿命。

  2 桥梁施工裂缝成因及预防对策

  2.1 裂缝成因

  引起桥梁混凝土裂缝的原因相对较多,其中较具典型和代表性的有荷载、温度变化、收缩、地基变形、钢筋锈蚀以及施工工艺等。

  2.1.1 荷载

  单柱或双柱桥墩结构的中心受到荷载作用,易产生短而密的平行裂缝;弯矩最大截面在受拉区荷载的作用下出现垂直裂缝,若使用较少的结构钢筋,则会导致少而宽的裂缝;因主筋和抗剪切筋设置不足,在受到剪切破坏时会出现斜裂缝[1];桥梁结构刚度不足、钢筋布置不合理,会使桥梁长期受到荷载作用从而产生裂缝。

  2.1.2 温度变化

  混凝土浇筑中,受水泥水化热的影响导致混凝土内外温差增大,易产生温度裂缝;在混凝土养护阶段,提早除掉保温层,使混凝土降温速度过快,造成混凝土表面收缩,易产生裂缝;现浇桥台混凝土浇筑到坚硬的地基上,在未采取任何隔离措施的情况下,会使混凝土内部遇冷快速收缩,产生较大拉应力,产生深层次的贯穿裂缝[2]。

  2.1.3 收缩

  混凝土成形后,由表及里蒸发水分,导致内外干缩量存在较大差异,促使混凝土中产生较大拉应力,引起收缩裂缝;混凝土受到强烈日晒、风力过大等因素的影响,加快表面水分蒸发,降低混凝土早期强度,易引起收缩裂缝;大体积混凝土施工易受水泥品种、振捣方式、骨料配制等因素的影响,在平面和侧面出现较多收缩裂缝。

  2.1.4 地基基础变形

  桥梁结构受地基不均匀沉降的影响造成内部拉应力变化,在拉应力超过抗拉强度的情况下,会在桥梁结构薄弱处产生裂缝;施工前期没有深入开展地质勘察工作,使得勘察报告与实际地质情况不符,直接影响桥梁施工中地基的稳定性,易出现地基不均匀沉降;桥梁工程位于复杂地形,若不同区域的地质条件相差较大,且部分区域为软弱地基,则会导致地基出现不均匀沉降,引发混凝土裂缝[3]。

  2.1.5 钢筋锈蚀

  钢筋裸露在混凝土外部,发生锈蚀,减小钢筋有效断面面积,逐步减弱混凝土与钢筋的握裹力,导致混凝土整体结构的承载力下降,引发裂缝;混凝土保护层受到破坏,降低混凝土强度,使得氯化物进入到混凝土结构中侵蚀钢筋,破坏钢筋氧化膜,发生锈蚀反应。在此情况之下,钢筋上的锈蚀物质会导致钢筋体积变大,对周围混凝土产生膨胀应力,导致混凝土裂缝。

  2.1.6 施工工艺质量

  产生各种裂缝的原因如下:混凝土结构浇筑施工工艺不合理,降低混凝土质量;混凝土振捣不均匀,留有较多孔洞、蜂窝,降低混凝土强度;混凝土分层浇筑没有处理好接头部位,导致新旧混凝土出现施工缝;混凝土骨料控制不严,随意堆放,造成混凝土拌和物性能下降;混凝土配合比不合理,用料计量不准确[4],造成混凝土结构稳定性下降。

  2.2 桥梁裂缝预防措施

  2.2.1 预防荷载裂缝

  (1)桥梁施工采用合理的混凝土结构形式,牢固连接各个混凝土分块。在整体浇筑混凝土上部结构时,要在混凝土中设置足够的横向受力钢筋,提升混凝土结构的荷载能力。

  (2)在布置钢筋时选用直径较小的钢筋,直径不得超过10cm,在结构边缘处适当增加钢筋间距,以保证混凝土结构稳定。若混凝土构件的高度较高,则要在表面设置钢筋网片,增强混凝土的抗拉强度。

  (3)根据规范要求对裂缝宽度进行控制,可将外加剂掺入混凝土原料中,提高混凝土保护层的耐久性,以达到有效预防混凝土内部钢筋锈蚀的目的。

  (4)施工过程中要禁止施工机具堆放到桥梁结构上,在桥梁使用中限制超过设计荷载的车辆通行[5]。

  2.2.2 预防温度裂缝

  (1)尽量选择低热或中热的矿渣硅酸水泥,降低水泥用量,减轻水泥水化热反应带来的温度升高。在混凝土中掺入粉煤灰、外加剂,也可以掺入适量的细粉煤灰以降低水化热,提高混凝土后期强度,降低产生温度裂缝的可能性。

  (2)控制好混凝土浇筑的温度,若遇高温天气,应在砂石堆场搭建遮阳棚,并对砂石集料进行喷水降温,避免砂石温度过高导致混凝土温度升高。

  (3)对混凝土振捣工艺进行改进,终凝前二次振捣,减少因小石块形成的混凝土空隙和气孔,增强混凝土的黏结力和抗裂性。

  (4)合理安排浇筑施工工序,有效降低混凝土温差;在冬季施工中,浇筑后要及时进行保温养护,养护周期不得小于14d,以保证混凝土在潮湿环境下充分进行水泥水化,增强混凝土抗拉力。

  2.2.3 预防收缩裂缝

  (1)严格控制混凝土的水灰比不超过0.6,掌握好混凝土的搅拌时间,降低混凝土浇筑中的坍落度。控制混凝土浇筑的下料速度,避免出现混凝土堆积问题[6]。

  (2)在高温大风天气条件下,采用必要的缓凝和覆盖措施降低混凝土水分蒸发速度,缩小混凝土内外硬化进程。

  (3)加强混凝土用水量控制,一般不得超过170kg/m?,以预防干燥收缩裂缝。

  (4)混凝土拌和中采用双掺技术,掺入减水率高的外加剂和一级粉煤灰,预防混凝土干燥收缩裂缝。同时,也可以掺入适量的膨胀剂,对收缩裂缝进行补偿,但必须控制好膨胀剂的用量,避免混凝土开裂。

  (5)加强早期混凝土养护,将无纺布、塑料布覆盖到混凝土结构外,降低混凝土水分蒸发速度,预防收缩裂缝。

  2.2.4 预防基础变形裂缝

  (1)对桥梁桩基础进行加固加宽,预防基础不均匀沉降产生的裂缝。采用换填夯实法扩大桩基础结构,确保结构可以形成一体,避免出现不均匀沉陷。

  (2)提高新建桩基础承载力并处理好横向接缝,降低基础沉降对接缝的影响程度。

  (3)提高混凝土铺装刚度,尤其在设计桥梁上部结构时必须考虑不均匀沉降产生的荷载。

  2.2.5 预防钢筋锈蚀裂缝

  (1)根据规范要求控制好混凝土保护层的厚度,预防钢筋锈蚀问题。

  (2)提高混凝土密实度,加强混凝土振捣,不得让高碱性物质掺入混凝土,避免对钢筋造成锈蚀[7]。

  (3)控制好含氯盐外加剂的掺入量,在重要的混凝土结构部位掺入阻锈剂。若混凝土结构出现细小裂缝,必须及时进行封闭处理。

  2.2.6 预防施工质量裂缝

  (1)混凝土摊铺施工若采用泵送方式,则摊铺厚度要控制在600mm以内。尽量缩短分层连续浇筑的时间间隔,保证在初凝前完成下一层混凝土浇筑施工。如果分层浇筑的时间间隔过长,则要进行施工缝处理。

  (2)在上层混凝土浇筑前清除表面杂物,对混凝土进行湿润,使其表面露出粗骨料。

  (3)混凝土浇筑压平后,需先洒水润湿,再覆盖保温材料进行养护,不得让混凝土暴露在外界环境中。在中午高温条件下,可适当揭开材料降低混凝土温度。将补水软管铺设到底层塑料布,水孔间隔30cm[8],以方便对混凝土进行润湿养生。

  3 结语

  桥梁工程中,混凝土裂缝是最为常见的质量病害之一,裂缝产生后若控制不及时,则可能导致裂缝不断扩展,进而破坏桥梁结构的整体稳定性。为此,施工单位应对桥梁裂缝的成因进行分析,并采取有效的对策加以预防,最大限度降低裂缝的发生几率,延长桥梁结构的使用寿命。

  参考文献

  [1]马浪.关于道路桥梁施工中裂缝成因分析及预防对策[J].黑龙江交通科技,2020(5):85-87.

  [2] 樊耀文.道路桥梁施工中裂缝成因剖析[J].建筑与装饰,2018(9):97-98.

  [3]李袁.道路桥梁施工中裂缝成因与防治措施[J].四川水泥,2018(9):34.

  [4] 刘金尚.桥梁施工中的裂缝成因分析[J].城市周刊,2019(35):36

  [5]叶尔丰.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施[J].工程建设与设计,2020(7):242-244.

  [6]白杨.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及对策[J].中国新技术新产品,2020(13):93-94.

  [7] 项滙方.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].建筑与装饰,2020(11):108-109.

  [8] 沈惠惠.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].价值工程,2020(26):157-158.

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