橋梁施工裂縫成因分析及防控措施分析

【摘要】隨著現(xiàn)代化技術(shù)與橋梁工程的飛速發(fā)展，橋梁工程已經(jīng)成為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目之一，其中橋梁施工裂縫成為橋梁工程發(fā)展的重點(diǎn)問題。文章結(jié)合橋梁施工裂縫成因及防控措施探究幾種常見裂縫類型的成因，并且提出具有針對(duì)性的防控措施，以便今后在橋梁施工過程中對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行預(yù)防控制，減少裂縫問題的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；橋梁結(jié)構(gòu)；裂縫成因；防控措施

一般橋梁在施工過程中，比較容易出現(xiàn)裂縫問題，一是溫度裂縫、二是收縮徐變過程中的裂縫、三是預(yù)應(yīng)力估算不足導(dǎo)致的裂縫、四是設(shè)計(jì)以及施工不妥當(dāng)導(dǎo)致的裂縫、五是橋梁高性能混凝土裂縫，而導(dǎo)致空氣中有害氣體進(jìn)入到梁體內(nèi)部，使鋼筋銹蝕，從而影響整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，使橋梁的質(zhì)量及使用壽命得不到保證。下文進(jìn)行詳細(xì)分析。

1、橋梁施工裂縫成因分析

1.1溫度裂縫

混凝土本身具備熱脹冷縮的特點(diǎn)，由于周圍環(huán)境溫度的升高以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度變化導(dǎo)致混凝土梁體出現(xiàn)變形的情況，混凝土一旦變形受到約束在梁體中就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過了混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，其中有三種裂縫會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫的出現(xiàn)。一是日晝溫差的變化。白天混凝土部分在受到太陽(yáng)不停輻射而形成的非線性溫度場(chǎng)，在加上梁體的各個(gè)部位約束不同，導(dǎo)致局部的拉應(yīng)力出現(xiàn)超限的情況，從而出現(xiàn)梁體裂縫。而夜晚溫度低，梁體周圍的溫度也會(huì)出現(xiàn)溫度驟降的現(xiàn)象，內(nèi)部溫差的變化使梁體產(chǎn)生裂縫。二是季節(jié)性溫差的變化。梁體自身存在內(nèi)力，但由于季節(jié)性溫差導(dǎo)致內(nèi)力的大小以及分布和梁體的具體結(jié)構(gòu)不同，一旦內(nèi)力超過了梁體的自身強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)梁體裂縫情況。三是水化熱效應(yīng)的變化。梁體截面尺寸較大的建筑，由于水泥硬化時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱而且不容易揮發(fā)，在板厚溫度較高，表面接觸空氣的溫度較低時(shí)，板中會(huì)產(chǎn)生外側(cè)受拉，內(nèi)部受壓的應(yīng)力，由于水熱化易引起表面的拉應(yīng)力，而大于了混凝土早期的強(qiáng)度，導(dǎo)致開裂的現(xiàn)象。

1.2收縮徐變過程中的裂縫

混凝土在凝結(jié)以及硬化的過程中會(huì)出現(xiàn)的收縮情況，在梁體自身結(jié)構(gòu)受到約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。這種現(xiàn)象產(chǎn)生后，由于混凝土自身的徐變特點(diǎn)和作用，會(huì)使梁體寬度逐漸增加。水灰的比例、外加劑、外界的環(huán)境、養(yǎng)護(hù)方式、加載齡期都是使混凝土徐變裂縫的主要材料。影響混凝土收縮徐變過程中的裂縫原因有很多，現(xiàn)有的一些理論并不能進(jìn)行完整的解釋和預(yù)測(cè)，因此預(yù)測(cè)精度和選擇上都要有專業(yè)技術(shù)人員，在重大工程中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象必須進(jìn)行專項(xiàng)研究。

1.3預(yù)應(yīng)力估算不足導(dǎo)致的裂縫

預(yù)應(yīng)力估算不足導(dǎo)致的裂縫是橋梁施工中最為常見的一種?，F(xiàn)如今的橋梁施工規(guī)范中沒有對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力彈性壓縮以及徐變的損失進(jìn)行針對(duì)性的說明，因此現(xiàn)有的豎向預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算都是根據(jù)縱向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行的，豎向預(yù)應(yīng)力筋大多較短，在鋼筋回縮、錨具變形、墊板擠壓的過程中造成的預(yù)應(yīng)力損失過大，根據(jù)調(diào)查表明其中損失高達(dá)50%，因此在近些年修建的大跨度橋梁中箱梁腹板也相繼出現(xiàn)不同程度的裂縫，導(dǎo)致專家以及施工單位對(duì)預(yù)應(yīng)力估算產(chǎn)生質(zhì)疑。

1.4設(shè)計(jì)以及施工不妥當(dāng)導(dǎo)致的裂縫

設(shè)計(jì)階段是橋梁施工的關(guān)鍵，而在以往的施工設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型不規(guī)范或不周全，二期恒載估計(jì)不足導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不安全，預(yù)應(yīng)力布置的不恰當(dāng)，在施工設(shè)計(jì)過程中沒有進(jìn)行考慮，結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)，都會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。施工超過設(shè)計(jì)規(guī)范要求，混凝土在振搗中出現(xiàn)不密實(shí)不均勻情況，預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間早和順序不恰當(dāng)，混凝土養(yǎng)護(hù)不重視，也都是導(dǎo)致混凝土橋梁開裂情況的發(fā)生。

1.5橋梁高性能混凝土裂縫

混凝土一般是由砂石骨料、水泥、水等其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料，混凝土澆灌過程中要測(cè)試入模溫度及環(huán)境溫度，混凝土裂縫的存在通常會(huì)使內(nèi)部的一些材料產(chǎn)生腐蝕，使混凝土的承載力、耐久性和抗?jié)B透能力低下的同時(shí)，影響建筑的外觀及壽命，甚至威脅到大家的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

2、橋梁施工裂縫防控措施

2.1溫度裂縫的防控措施

要解決溫度裂縫的問題，應(yīng)首先將日晝溫差和階級(jí)溫差的變化，在計(jì)算的構(gòu)成中保證輸入的參數(shù)能與實(shí)際的參數(shù)相符，并能將橋梁的實(shí)際實(shí)況進(jìn)行分析和考慮，然后選擇合適的溫度方式和最大溫差；其次，為了降低水熱溫度應(yīng)力也可在混凝土中摻入定量的粉煤灰。粉煤灰能減少最大溫差，并且能減少最大拉應(yīng)力，對(duì)混凝土抗裂性有很大的提高；最后，還可以通過水熱化效應(yīng)的分析，找出溫度變化比較大的地區(qū)并且在初期對(duì)其進(jìn)行保暖、灑水的保護(hù)處理，保證拆模的時(shí)間合理，考慮到日晝氣溫的變化，拆模不應(yīng)在氣溫降低的過程中，防止混凝土因溫度沖擊導(dǎo)致的裂縫現(xiàn)象，降低入倉(cāng)溫度，在溫度低時(shí)進(jìn)行澆筑。

2.2收縮徐變裂縫的防控措施

防止收縮徐變裂縫的發(fā)生首先應(yīng)從模型著手，不同模型建立機(jī)理也不同，參數(shù)的選擇也不同，較復(fù)雜材料的特性預(yù)測(cè)模型的參數(shù)有限而無法代表，導(dǎo)致混凝土的精度降低。在橋梁的設(shè)計(jì)中，尤其是跨度大的橋梁設(shè)計(jì)中，需將混凝土收縮徐變結(jié)構(gòu)和混凝土對(duì)橋梁的影響進(jìn)行精密的分析，也可采用混凝土收縮徐變方式和環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)，提高預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。做好澆筑工作也是減少混凝土收縮徐變開裂現(xiàn)象的重點(diǎn)。

2.3預(yù)應(yīng)力估算不足裂縫的防控措施

預(yù)應(yīng)力估算不足是導(dǎo)致腹板斜裂縫產(chǎn)生的原因之一。所以為了減少預(yù)應(yīng)力估算不足，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼筋的回縮和錨具變形、墊板變形進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)，預(yù)應(yīng)力估算不足是較為嚴(yán)重的工程質(zhì)量問題，應(yīng)有效利用設(shè)置豎彎預(yù)應(yīng)力的方式來抗斜截面的主拉應(yīng)力問題。

2.4設(shè)計(jì)以及施工不妥當(dāng)裂縫的防控措施

最嚴(yán)重的橋梁施工裂縫問題是設(shè)計(jì)以及施工不妥，解決該類問題應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，設(shè)計(jì)方案要與實(shí)際結(jié)構(gòu)符合，配置材料要科學(xué)合理，局部結(jié)構(gòu)要得當(dāng)，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，在增加鋼筋的過程中要既滿足受力要求還要對(duì)施工的可行性進(jìn)行考慮，在施工圖紙?zhí)峤贿^程中應(yīng)把圖紙內(nèi)容交代清楚。施工單位要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙內(nèi)容實(shí)施。為了杜絕空洞及蜂窩的出現(xiàn)，模板搭建要密實(shí)?；炷琳駬v要均勻，也要對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行重視，做好養(yǎng)護(hù)工作以及保暖的防護(hù)措施。

結(jié)語(yǔ)：

總體來說，在以后的施工過程中要防止裂縫的發(fā)生，需從溫度變化、收縮徐變、預(yù)應(yīng)力估算不足、設(shè)計(jì)及施工不當(dāng)?shù)确矫孢M(jìn)行裂縫防控措施的實(shí)施，保證橋梁施工質(zhì)量，促進(jìn)橋梁行業(yè)的發(fā)展。

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