橋梁裂縫控制探討
2015-04-10
目前對(duì)裂縫問(wèn)題,是混凝土工程建設(shè)中存在的技術(shù)問(wèn)題,基本都是從結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展開(kāi)始引起的。從目前來(lái)看,設(shè)計(jì)上對(duì)裂縫有一定范圍,裂縫寬度不同,有結(jié)構(gòu)不同的控制標(biāo)準(zhǔn),裂縫在一定范圍內(nèi)是允許的,如何把裂縫寬度控制在合理的范圍,使我們免遭經(jīng)濟(jì)損失。本文會(huì)給出一些合理化建議。
一、橋梁裂縫產(chǎn)生原因淺析
(一)荷載引起的裂縫
橋梁在常規(guī)靜及次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫,可分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫兩種。
1.直接應(yīng)力產(chǎn)生的原因有:
①設(shè)計(jì)階段:計(jì)算模型不合理;安全系數(shù)不夠;荷載計(jì)算失誤等。②施工階段:不加限制堆放施工機(jī)具、專業(yè)知識(shí)不牢固等。③使用階段:天氣原因,人為原因。
2.次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因有:
①在設(shè)計(jì)外荷載作用下,結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)劃不符,從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂。②橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常要開(kāi)槽、鑿洞、設(shè)置牛腿等,受力構(gòu)件挖孔之后,力流會(huì)產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,在孔洞附近密集,產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在實(shí)際工程中,次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的常見(jiàn)原因。
(二)溫度引起的裂縫
1.年溫差。一年四季溫度不斷變化,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移產(chǎn)生。
2.日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽(yáng)曝曬后,溫度會(huì)大大高于其它部位,導(dǎo)致局部的拉應(yīng)力較大,出現(xiàn)裂縫。
3.突然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲導(dǎo)致橋梁混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降,造成應(yīng)力變化而出現(xiàn)裂縫。
4.水化熱。水泥的水化放熱,導(dǎo)致溫度升高,致使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。
(三)收縮引起的裂縫
塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮二種情形。
1.塑性收縮?；炷翝仓?～5小時(shí)左右,此時(shí)水泥的水化反應(yīng)劇烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象,混凝土發(fā)生失水收縮,塑性收縮產(chǎn)生的量級(jí)一般很大,若骨料在下沉過(guò)程中受到鋼筋的阻擋,便可形成沿鋼筋方向的裂縫。
2.縮水收縮(干縮)。由于縮水表快內(nèi)慢,產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)承受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),即會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。
3.基礎(chǔ)變形引起的裂縫。由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
4.鋼筋銹蝕引起的裂縫。鋼筋周圍的混凝土堿度降低,使鋼筋周圍的氯離子含量增大,使鋼筋中的鐵離子氧化反應(yīng),氧化后體積比原狀體積增加2～4倍,從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開(kāi)裂、剝離,同時(shí)沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫,并有銹跡滲透到混凝土表面。
5.凍脹引起的裂縫。環(huán)境溫度低于零度時(shí),吸水飽和的混凝土?xí)霈F(xiàn)冰凍現(xiàn)象,使混凝土的膨脹力加大,混凝土的強(qiáng)度降低,最終引起裂縫出現(xiàn)。
6.施工材料質(zhì)量引起的裂縫。配置混凝土用的材料如果質(zhì)量不合格,亦會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
7.施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,易產(chǎn)生縱向、橫向、斜向、豎向、水平、淺表、深進(jìn)和貫穿等各種形式的裂縫。
二、保證混凝土質(zhì)量及控制裂縫的措施
橋梁產(chǎn)生裂縫的主要原因可以歸納為以下三個(gè)大的方面:溫度、沉縮及抗拉,在施工過(guò)程中用一些措施控制裂縫的產(chǎn)生。
(一)施工的質(zhì)量保證措施。選擇合適的水泥和嚴(yán)格控制好水泥用量;嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量;選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┖秃线m的配合比。在混凝土中摻加一定用量的外加劑,許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能;采用切實(shí)可行的施工工藝。簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理,能控制澆筑間隔不超初凝時(shí)間;增加適當(dāng)?shù)念A(yù)埋件。在基礎(chǔ)面筋上可加設(shè)鐵絲網(wǎng)或小直徑的鋼筋網(wǎng),用于提高混凝土的表面抗裂性;改進(jìn)施工技術(shù),加強(qiáng)技術(shù)管理。
(二)施工的溫度控制措施。為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手?？刂茰囟葢?yīng)力的措施有以下幾種:
1.拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻從而降低混凝土的澆筑溫度;2.夏天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面做好散熱;3.在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水進(jìn)行內(nèi)部的降溫;4.嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。橋梁的大體積混凝土澆筑最宜選在春秋季節(jié)施工,澆筑混凝土?xí)r最好不要讓混凝土在太陽(yáng)下直接爆曬;5.控制好拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,避免混凝土表面產(chǎn)生急劇的溫度梯度;6.加強(qiáng)混凝土的測(cè)溫工作。
(三)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面產(chǎn)生梯度;防止混凝土超冷,應(yīng)設(shè)法使混凝土施工期間的最低溫度不低于使用期的穩(wěn)定溫度;防止老混凝土面的過(guò)冷,以減少新老混凝土間的約束。
通過(guò)以上分析,我們要想最大程度的控制橋梁裂縫帶來(lái)的危害,就要充分的了解橋梁施工,施工過(guò)程中的相關(guān)知識(shí),以及注重后期的保養(yǎng),同時(shí)還要加強(qiáng)施工過(guò)程中的管理,提高施工質(zhì)量,希望對(duì)以后橋梁施工提供一點(diǎn)幫助。
