橋梁工程中混凝土裂縫成因及防治對策

姚云龍

摘要：在現(xiàn)代交通中，橋梁屬于重要構(gòu)成。我國高速橋梁交通網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善，作為連接不同山區(qū)的橋梁的承受壓力也越來越大，并且隨著時間的不斷推移，原有的橋梁建筑出現(xiàn)不同程度的損害，橋梁建筑主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫?；诖?，本文主要探討了橋梁施工中混凝土裂縫的成因，并提出了對策。

關(guān)鍵詞：橋梁施工;混凝土裂縫;成因及對策

1 引言

橋梁工程項目質(zhì)量直接關(guān)系到交通通行安全，必須予以高度重視。混凝土是橋梁工程項目施工當(dāng)中重要的施工材料，其具有較好的堅固性和較高的耐壓性，使其已經(jīng)成為現(xiàn)代橋梁工程施工所不可或缺的主要施工材料，但在實際的施工中，受到多種因素的影響而發(fā)生裂縫問題，如混凝土內(nèi)外溫度變化、定荷載、動荷載、次應(yīng)力作用影響，也包括新施工技術(shù)、施工材料、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計等，如果不注重對混凝土裂縫的有效控制，必然會威脅橋梁工程項施工質(zhì)量和使用壽命。

2 橋梁工程中混凝土裂縫成因

2.1 荷載因素

受過大荷載或頻繁荷載的影響，導(dǎo)致橋梁耐受力達(dá)到頂峰，將容易導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn)。其中，直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫是荷載造成裂縫問題的主要類型。首先，沒有合理設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)，在較大荷載作用下，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。其次，橋梁施工過程中，作業(yè)人員將施工器械、施工材料等隨意放置上去，在應(yīng)力作用下，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

2.2 溫度因素

我國橋梁信息網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，并且各地區(qū)之間的橋梁受到的溫度差異較大，其中大部分混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫就是在溫度的內(nèi)生應(yīng)力與外生應(yīng)力共同作用下形成的，對橋梁安全性能提出了巨大的挑戰(zhàn)。一天的溫度差異最大時段要屬黃昏與黎明，使得原本結(jié)構(gòu)不緊密混凝土橋梁產(chǎn)生內(nèi)生應(yīng)力與外生應(yīng)力。此外，溫差變化的速率也是影響混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生的重要原因，容易導(dǎo)致混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫嚴(yán)重。根據(jù)近年來橋梁維修的溫度裂縫統(tǒng)計，東南部橋梁的使用周期要比中部地區(qū)溫差較大地區(qū)的使用周期更長;城鎮(zhèn)橋梁人口、建筑眾多，溫度差異不明顯，因此城鎮(zhèn)區(qū)域橋梁溫度裂縫相較山區(qū)更少。

2.3 設(shè)計因素

混凝土裂縫的產(chǎn)生與設(shè)計方案有著很大的關(guān)系，一方面，如果設(shè)計方案存在不合理或出現(xiàn)問題，會對施工階段造成錯誤性的指導(dǎo)，并導(dǎo)致其出現(xiàn)混凝土裂縫問題，影響工程質(zhì)量，另一方面，如果在設(shè)計時沒有進(jìn)行施工現(xiàn)場的仔細(xì)勘察，或勘察數(shù)據(jù)與施工現(xiàn)場實際存在一定的出入，也必然會使得設(shè)計方案存在缺陷，主要表現(xiàn)在設(shè)計方案中整體機(jī)構(gòu)的布置存在不合理，增大了混凝土產(chǎn)生裂縫或其他施工部分出現(xiàn)問題的概率。另外，設(shè)計方案的缺陷也存在于力學(xué)計算分析不準(zhǔn)確的問題，如果整體橋梁功臣該項目結(jié)構(gòu)體系不平衡，就會導(dǎo)致混凝土部分因應(yīng)力失衡而最終出現(xiàn)裂縫。

2.4 材料因素

混凝土的構(gòu)成非常復(fù)雜，如果任何一種類型的材料質(zhì)量不符合規(guī)范要求，將會顯著增大混凝土裂縫的發(fā)生幾率。如選擇的骨料不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，混凝土攪拌過程中沒有嚴(yán)格控制需水量，導(dǎo)致混凝土收縮性能受到影響?；驌胶狭?、外加劑選擇不夠合理，這樣水與骨料的化學(xué)反應(yīng)將容易出現(xiàn)于混凝土攪拌過程中，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

3 橋梁工程中混凝土裂縫的防治對策

3.1 灌漿施工

灌漿法就是對材質(zhì)適中的混凝土橋梁進(jìn)行漿液裂縫的灌漿，該種方法適用范圍較大，能夠?qū)Σ煌闆r的裂縫進(jìn)行變化處理。例如，混凝土橋梁裂縫的大小、深度、寬度及銹蝕現(xiàn)象都存在差異，針對不同的縫隙成因，應(yīng)用裂縫灌漿法配合相應(yīng)的碳性纖維，不僅能夠改善混凝土層的碳性纖維，延長混凝土橋梁的使用周期，還能對深處的鋼筋表層的保護(hù)膜與銹蝕進(jìn)行修復(fù)，穩(wěn)定混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)。此外，裂縫灌漿法能夠在混凝土橋梁縫隙中形成有效的防護(hù)溫差，加強(qiáng)混凝土層的防滲性能，在一定程度上減緩鋼筋的銹蝕速率。

3.2 控制施工溫度

在施工環(huán)節(jié)中加強(qiáng)教育工作，關(guān)注施工環(huán)境的溫度和濕度所形成的影響。若在光照較強(qiáng)的環(huán)境下施工，易導(dǎo)致混凝土的水分流失嚴(yán)重，影響混凝土的固化效果。因此，要選擇陰涼環(huán)境來開展橋梁施工，避免溫度較高而導(dǎo)致混凝土的水分蒸發(fā)速度過快。如果只能夠處于高溫環(huán)境下施工，則要安排專業(yè)的工作人員定期進(jìn)行路面澆水，使混凝土完成凝結(jié)固化。

3.3 優(yōu)化方案設(shè)計

首先必須從設(shè)計環(huán)節(jié)入手，避免因設(shè)計方案不合理而形成更為嚴(yán)重的威脅，確保其能夠為后續(xù)施工建設(shè)帶來更為理想的指導(dǎo)和約束效果。在設(shè)計方案的優(yōu)化過程中，必須重點(diǎn)分析常見的問題和缺陷，尤其要注意對各種影響因素的分析，應(yīng)保證方案具備較高的可行性。還需要全面考慮施工現(xiàn)場要求與設(shè)計方案的一致性，結(jié)合現(xiàn)場勘查結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)計，防止設(shè)計方案因隨意處理形成明顯的錯誤，從而產(chǎn)生質(zhì)量隱患。另外，應(yīng)確保設(shè)計方案數(shù)據(jù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，尤其要注意相關(guān)力學(xué)的數(shù)據(jù)計算，仔細(xì)對各項參數(shù)進(jìn)行核對后方可進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，要重視整個橋梁工程項目的結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，對于可能出現(xiàn)的傾斜或塌陷或結(jié)構(gòu)應(yīng)力等多方面的優(yōu)化和完善。

3.4 科學(xué)養(yǎng)護(hù)

灑水養(yǎng)護(hù)是混凝土養(yǎng)護(hù)的主要技術(shù)類型。本種養(yǎng)護(hù)方法將物理降溫原理利用起來，通過在高溫天氣下向混凝土灑水，可促使混凝土表面溫度得到控制，裂縫出現(xiàn)幾率得到降低。通常情況下，灑水間隔需保持在3小時以內(nèi)，且控制灑水的均勻性，保證能夠完全浸潤混凝土。如果外界溫度較高，需適當(dāng)縮短灑水間隔?？傊?，在養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，工作人員要綜合考慮環(huán)境條件因素，制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)計劃，提升養(yǎng)護(hù)作業(yè)效果。

3.5 裂縫的科學(xué)檢測

對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)縫隙進(jìn)行分類，根據(jù)橋梁信息網(wǎng)絡(luò)及時對收集的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的原因進(jìn)行歸類，運(yùn)用高科技技術(shù)手段，結(jié)合實地勘察的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合性分析，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的危害大小進(jìn)行分級劃分，針對造成裂縫的原因來對癥下藥，制訂一套有規(guī)劃、修復(fù)、保養(yǎng)的裂縫防治方案，對未來可能出現(xiàn)的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫提前進(jìn)行預(yù)防和治理。混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫檢測內(nèi)容：（1）對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的形態(tài)、大小、深度、發(fā)展趨勢的情況進(jìn)行信息收集觀測，以便判定混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因、安全系數(shù)程度。（2）對混凝土橋梁施工的混凝土層、硬度、材質(zhì)等情況進(jìn)行監(jiān)測與強(qiáng)度標(biāo)識。（3）對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋材質(zhì)、擺放方位、數(shù)量以銹蝕程度進(jìn)行監(jiān)測分析。（4）對混凝土橋梁的混凝土當(dāng)前的碳化程度、碳化時間及碳化閾值進(jìn)行全面監(jiān)測。（5）對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、使用時長、安全系數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測判斷。（6）根據(jù)上述相關(guān)監(jiān)測內(nèi)容作出合理規(guī)劃，規(guī)劃內(nèi)容涵蓋修復(fù)部位、方法、時間、進(jìn)度及防治措施。

4 結(jié)束語

交通系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中作用重大，對人類生活影響比較明顯。必須加強(qiáng)橋梁質(zhì)量管理，尤其是安全管理?；炷翗蛄郝范纬霈F(xiàn)裂縫是混凝土橋梁中常見的現(xiàn)象。因此，工作人員要結(jié)合混凝土裂縫的出現(xiàn)原因，提前采取針對性的預(yù)防控制技術(shù)，降低混凝土裂縫發(fā)生幾率，切實提高橋梁工程的混凝土施工質(zhì)量。

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