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【摘 要】 道路桥梁的建设不仅为人们的出行提供了很大的方便,也为我国的运输业以及国民经济做出了很大的贡献,由此可见桥梁工程建设的重要性。然而在进行桥梁施工的过程中,最常见的问题就是桥梁的裂缝问题,为了能够有效避免裂缝的出现,就需要对其裂缝成因进行分析,并总结出其控制措施。
【关键词】 道路桥梁;裂缝问题;控制措施
引言:
交通网络是国家各项社会事务运转和经济发展的物质基础,随着我国经济社会的发展,交通网络的建设越来越发挥其重要作用。桥梁建设是交通网络建设的必要环节,是完善的交通网络不可缺少的建筑体。近年来常出现由桥梁施工裂缝问题而引发的桥梁质量事故和交通事故,桥梁质量的监控成为桥梁建设与维护的重点工作。科学详细地分析桥梁出现裂缝的原因并针对每种原因提出行之有效的解决对策,可以防止桥梁建设中出现较大较多的裂缝,对于维护桥梁建筑的稳固安全性能和保障桥梁交通结构的质量具有重要价值。
1、桥梁施工过程中出现裂缝的原因分析
1.1由于施工材料质量问题引起的桥梁裂缝
施工材料的质量直接决定着桥梁的建设质量,不合格的施工材料会直接影响桥梁的正常使用。混凝土主要是由水泥、沙子和外加剂拌合而成的,作为桥梁施工最主要的原材料,如果混凝土的质量不过关,将会给桥梁施工带来巨大的安全隐患。比方说,作为混凝土的组成材料之一,沙子的质量至关重要,不同的质量等级,与之对应的水泥和拌合水用量的多少也会不同,混凝土的强度和收缩抗压能力都会受到影响,如果在施工中使用粒径过小的不符合标准的特细沙,在桥梁在施工过程中就会出现大量的裂缝,对整个桥梁的施工质量造成影响。另外矿石中云母的含量也会对水泥和骨料的粘结力产生一定的影响,混凝土的强度也会因此受到一定程度的影响。
1.2地基变形影响的裂缝
地基变形主要是由于桥梁的基础水平方向产生了较大的移位现象,又或者是桥梁在垂直方向上出现了不均匀沉降产生了沉降差,导致整个桥梁应力过大。由于桥梁应力逐渐增大,当其应力高于混凝土的抗拉力时便会引发不同程度的裂缝,导致桥梁安全性下降。
1.3荷载裂缝(结构性裂缝)产生的原因
结构性裂缝是桥梁施工中最常见的质量问题。由于施工人员安全意识淡漠,没有严格按照有关规定使用和放制机械设备,造成桥梁的实际受力情况与图纸设计载荷之间存在较大差异,同时施工人员对施工设计图纸理解上存在偏差,或者没有按照工艺规范执行正确的施工工序和施工操作,导致桥梁构件刚性和强度不足,二者共同作用导致桥梁在施工过程中出现裂缝。结构性裂缝是桥梁载荷超过结构承载力的结果。即便在设计中设置了预拱度,只要载荷足够,预拱消失后桥梁还是会出现裂缝。结构性裂缝根据所受载荷分为直接应力裂缝和间接应力裂缝。直接应力裂缝就是在外部荷载直接应力下产生的裂缝。
1.4非结构性裂缝主要成因
施工材料质量差,桥梁施工时所选用的材料(水泥、沙、粗骨料和各种外加剂等)质量不合格,致使混凝土合成后质量不佳,浇注砼出现各式各样的裂缝。温差裂缝,混凝土在浇筑时或浇筑后,受到较大的环境气温变动影响,混凝土结构收缩不均匀,产生裂缝。冻胀裂缝主要出现在寒冷的施工地和施工期,混凝土浇筑后,环境气温降到0度以下时,混凝土中水分结冰膨胀,致使混凝土结构出现分布较广的冻胀型裂缝。干燥裂缝也是比较常见的裂缝形式,混凝土结构水分蒸发后,内部成分粘连不稳固,致使干燥型裂缝出现。外力侵入性裂缝主要是指施工地区周边出现地震或爆炸等大型能量冲击造成的外力影响。
1.5温度变化引起的桥梁施工裂缝
温度变化而引起的裂缝最主要的特征是裂缝会随着温度的变化而扩大或者缩小。混凝土容易受到外界温度的影响,具有热胀冷缩的性质,当外界环境或者结构内部温度发生变化会导致混凝土的变形。混凝土是脆性材料,有较好的抗压性能,但是抗拉性能较差。当混凝土由于热胀冷缩而发生变形时,如果变形过程受到抑制,就会使得其结构内产生应力。当这个温度应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。引起混凝土温度变化的主要施工因素有以下几个方面:(1)水化热。在施工时,体积大的混凝土浇筑后由于水泥水化放热,内部温度很高,内外较大的温度差异导致混凝土的开裂。(2)混凝土养护不当或者冬季施工是施工措施不当,是的混凝土骤冷骤热,内外温度不均匀,导致裂缝的出现。(3)预制梁或板安装不当,一般发生在板焊接阶段,若焊接措施不恰当会使铁件附近混凝土极易出现烧伤开裂的现象。
2、缓解桥梁施工过程中产生的裂缝危害的措施
要有效缓解桥梁施工过程中裂缝产生问题,必须从源头抓起,从建筑设计、施工建设以及后期使用等多个环节着手,多方发力,针对裂缝形成原因和产生结果予以充分处置。
2.1建筑材料质量的控制
建筑材料的质量直接影响到最终成品的质量。对建筑材料质量的把关建造高品质工程的开端。在材料进场之前要对制材进行严格的试验,选择合格的制材进场。在进场之后,还要对制材随机进行抽样试验,及时发现不合格的制材。
2.2在桥梁图纸设计过程中加强对裂缝问题的预防
设计图纸是工程施工的根本依据和出发点。要想解决桥梁施工过程中出现的裂缝问题首先要从桥梁的施工设计开始。从设计阶段就要对桥梁施工过程产生裂缝的问题予以充分重视和考虑。尽量减少结构突变,避免应力集中现象的产生,精细设计施工细节,提升混凝土构件的抗裂性。比如将转角处的棱角转换成圆角,加强构造配筋、加强斜向钢筋等等。通过提高构件的承载力,降低应力集中,从而可以有效防止或者避免因混凝土收缩与温度变化而产生的裂缝。同时,由于裂缝无法完全避免,为保障施工质量,需要根据科学的技术规范设定合理的裂缝存在范围,从而将桥梁施工过程中产生的裂缝控制在能够承受的范围内。
2.3施工質量的控制 由施工质量引起的裂缝发生率高达95%,合理的施工方案对预防和控制裂缝有关键的作用。施工方案包括确定浇筑量、浇筑时间、施工缝的间距和位置、施工顺序等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,应设置在变截面处或者受拉、弯、剪应力最小的位置。此外,也应注意水平施工缝留设位置,一般情况下,应留在变截面处或设在混凝土的受压区并远离钢筋受拉部位。如果在施工期间对裂缝加以控制,在使用期间开裂的可能性将大大减小。
2.4控制温度
改善混凝土骨料配比,利用增加添加剂和干硬性混凝土的方式消减水泥用量,配制混凝土时通过冷却碎石的方式降低混凝土浇筑温度,在天气炎热的施工环境中减少混凝土浇筑厚度,利用浇筑层面散热;若在混凝土中埋设管道,则应通入冷水降温;设定合理的拆模时间;浇筑后若气温下降则要对混凝土表面进行保温处理,避免混凝土表面发生温差裂缝;在天气寒冷或冬季施工的情况下严格做好保温措施,或改换浇筑时间,将混凝土浇筑时间推移到来年春天。
2.5完善裂缝出现后的修补、处理方法
桥梁在经过合理设计到桥梁建成,最终投入使用,都要时刻关注裂缝问题。桥梁在使用過程中,经常性的检查养护与维修必不可少,桥梁施工过程中出现裂缝,要进行及时的修补处理,决不能麻痹大意甚至是得过且过,对裂缝问题视而不见。否则将会影响桥梁的正常使用。表面修补法,灌浆、嵌缝封堵法,加固封闭法以及电化学防护法是比较常见的修补处理方法,在实际的裂缝修补中功不可没。表面修补法和灌浆、嵌缝封堵法被广泛地应用到生产实践当中。表面修补法主要是对于一些不会影响桥梁结构稳定性及承载力的表面缝隙,不仅有效、简单,与其他方法相比施工成本也最低。针对有防渗要求或者对结构整体有影响的混凝土裂缝的修补,这时候就可以采用灌浆、嵌缝法,因其灌入的浆液材料在硬化之后,能够与混凝土形成一体,对于加固桥梁结构、封堵裂缝非常有效。
2.6加强施工人员培训
对施工人员加强技术培训,提高其理论知识水平和实践技能,特别是对一些从事特殊工种的工人,必须实施持证上岗。对未取得合格证的工人一律不准上岗。对施工人员长期进行安全教育,增强质量意识,增强施工人员的责任感和事业心,充分发挥其主观能动性,使其树立正确的质量与效益观念,杜绝偷工减料和工人技术不过关的发生。
3、结束语
在现代化建设的今天,桥梁与道路对一个国家来说都具有非常重要的作用,对国家的经济发展以及民生的经济发展都能起到很好的促进作用。近年来由于桥梁开裂事件不断发生,为我国国民的生命安全带来了很大的隐患,因此桥梁质量问题越来越重要。此外对于偏远的山区来说,桥梁道路的通畅与其经济发展有着不可分割的关系,因此只有提高桥梁道路的施工质量才能促进我国经济不断的发展。
参考文献:
[1]陈哲敏.浅桥梁施工技术及裂缝成因分析[J].科技与企业,2013,15:163.
[2]付永茂.桥梁施工技术及裂缝产因的研究[J].黑龙江交通科技,2012,04:85.
[3]周志波.桥梁施工中裂缝成因探讨及应对措施的分析[J].科技风,2012,08:170.
[4]徐周朝.关于桥梁施工技术及裂缝成因的分析[J].城市建筑,2012,15:141+144.
【关键词】 道路桥梁;裂缝问题;控制措施
引言:
交通网络是国家各项社会事务运转和经济发展的物质基础,随着我国经济社会的发展,交通网络的建设越来越发挥其重要作用。桥梁建设是交通网络建设的必要环节,是完善的交通网络不可缺少的建筑体。近年来常出现由桥梁施工裂缝问题而引发的桥梁质量事故和交通事故,桥梁质量的监控成为桥梁建设与维护的重点工作。科学详细地分析桥梁出现裂缝的原因并针对每种原因提出行之有效的解决对策,可以防止桥梁建设中出现较大较多的裂缝,对于维护桥梁建筑的稳固安全性能和保障桥梁交通结构的质量具有重要价值。
1、桥梁施工过程中出现裂缝的原因分析
1.1由于施工材料质量问题引起的桥梁裂缝
施工材料的质量直接决定着桥梁的建设质量,不合格的施工材料会直接影响桥梁的正常使用。混凝土主要是由水泥、沙子和外加剂拌合而成的,作为桥梁施工最主要的原材料,如果混凝土的质量不过关,将会给桥梁施工带来巨大的安全隐患。比方说,作为混凝土的组成材料之一,沙子的质量至关重要,不同的质量等级,与之对应的水泥和拌合水用量的多少也会不同,混凝土的强度和收缩抗压能力都会受到影响,如果在施工中使用粒径过小的不符合标准的特细沙,在桥梁在施工过程中就会出现大量的裂缝,对整个桥梁的施工质量造成影响。另外矿石中云母的含量也会对水泥和骨料的粘结力产生一定的影响,混凝土的强度也会因此受到一定程度的影响。
1.2地基变形影响的裂缝
地基变形主要是由于桥梁的基础水平方向产生了较大的移位现象,又或者是桥梁在垂直方向上出现了不均匀沉降产生了沉降差,导致整个桥梁应力过大。由于桥梁应力逐渐增大,当其应力高于混凝土的抗拉力时便会引发不同程度的裂缝,导致桥梁安全性下降。
1.3荷载裂缝(结构性裂缝)产生的原因
结构性裂缝是桥梁施工中最常见的质量问题。由于施工人员安全意识淡漠,没有严格按照有关规定使用和放制机械设备,造成桥梁的实际受力情况与图纸设计载荷之间存在较大差异,同时施工人员对施工设计图纸理解上存在偏差,或者没有按照工艺规范执行正确的施工工序和施工操作,导致桥梁构件刚性和强度不足,二者共同作用导致桥梁在施工过程中出现裂缝。结构性裂缝是桥梁载荷超过结构承载力的结果。即便在设计中设置了预拱度,只要载荷足够,预拱消失后桥梁还是会出现裂缝。结构性裂缝根据所受载荷分为直接应力裂缝和间接应力裂缝。直接应力裂缝就是在外部荷载直接应力下产生的裂缝。
1.4非结构性裂缝主要成因
施工材料质量差,桥梁施工时所选用的材料(水泥、沙、粗骨料和各种外加剂等)质量不合格,致使混凝土合成后质量不佳,浇注砼出现各式各样的裂缝。温差裂缝,混凝土在浇筑时或浇筑后,受到较大的环境气温变动影响,混凝土结构收缩不均匀,产生裂缝。冻胀裂缝主要出现在寒冷的施工地和施工期,混凝土浇筑后,环境气温降到0度以下时,混凝土中水分结冰膨胀,致使混凝土结构出现分布较广的冻胀型裂缝。干燥裂缝也是比较常见的裂缝形式,混凝土结构水分蒸发后,内部成分粘连不稳固,致使干燥型裂缝出现。外力侵入性裂缝主要是指施工地区周边出现地震或爆炸等大型能量冲击造成的外力影响。
1.5温度变化引起的桥梁施工裂缝
温度变化而引起的裂缝最主要的特征是裂缝会随着温度的变化而扩大或者缩小。混凝土容易受到外界温度的影响,具有热胀冷缩的性质,当外界环境或者结构内部温度发生变化会导致混凝土的变形。混凝土是脆性材料,有较好的抗压性能,但是抗拉性能较差。当混凝土由于热胀冷缩而发生变形时,如果变形过程受到抑制,就会使得其结构内产生应力。当这个温度应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。引起混凝土温度变化的主要施工因素有以下几个方面:(1)水化热。在施工时,体积大的混凝土浇筑后由于水泥水化放热,内部温度很高,内外较大的温度差异导致混凝土的开裂。(2)混凝土养护不当或者冬季施工是施工措施不当,是的混凝土骤冷骤热,内外温度不均匀,导致裂缝的出现。(3)预制梁或板安装不当,一般发生在板焊接阶段,若焊接措施不恰当会使铁件附近混凝土极易出现烧伤开裂的现象。
2、缓解桥梁施工过程中产生的裂缝危害的措施
要有效缓解桥梁施工过程中裂缝产生问题,必须从源头抓起,从建筑设计、施工建设以及后期使用等多个环节着手,多方发力,针对裂缝形成原因和产生结果予以充分处置。
2.1建筑材料质量的控制
建筑材料的质量直接影响到最终成品的质量。对建筑材料质量的把关建造高品质工程的开端。在材料进场之前要对制材进行严格的试验,选择合格的制材进场。在进场之后,还要对制材随机进行抽样试验,及时发现不合格的制材。
2.2在桥梁图纸设计过程中加强对裂缝问题的预防
设计图纸是工程施工的根本依据和出发点。要想解决桥梁施工过程中出现的裂缝问题首先要从桥梁的施工设计开始。从设计阶段就要对桥梁施工过程产生裂缝的问题予以充分重视和考虑。尽量减少结构突变,避免应力集中现象的产生,精细设计施工细节,提升混凝土构件的抗裂性。比如将转角处的棱角转换成圆角,加强构造配筋、加强斜向钢筋等等。通过提高构件的承载力,降低应力集中,从而可以有效防止或者避免因混凝土收缩与温度变化而产生的裂缝。同时,由于裂缝无法完全避免,为保障施工质量,需要根据科学的技术规范设定合理的裂缝存在范围,从而将桥梁施工过程中产生的裂缝控制在能够承受的范围内。
2.3施工質量的控制 由施工质量引起的裂缝发生率高达95%,合理的施工方案对预防和控制裂缝有关键的作用。施工方案包括确定浇筑量、浇筑时间、施工缝的间距和位置、施工顺序等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,应设置在变截面处或者受拉、弯、剪应力最小的位置。此外,也应注意水平施工缝留设位置,一般情况下,应留在变截面处或设在混凝土的受压区并远离钢筋受拉部位。如果在施工期间对裂缝加以控制,在使用期间开裂的可能性将大大减小。
2.4控制温度
改善混凝土骨料配比,利用增加添加剂和干硬性混凝土的方式消减水泥用量,配制混凝土时通过冷却碎石的方式降低混凝土浇筑温度,在天气炎热的施工环境中减少混凝土浇筑厚度,利用浇筑层面散热;若在混凝土中埋设管道,则应通入冷水降温;设定合理的拆模时间;浇筑后若气温下降则要对混凝土表面进行保温处理,避免混凝土表面发生温差裂缝;在天气寒冷或冬季施工的情况下严格做好保温措施,或改换浇筑时间,将混凝土浇筑时间推移到来年春天。
2.5完善裂缝出现后的修补、处理方法
桥梁在经过合理设计到桥梁建成,最终投入使用,都要时刻关注裂缝问题。桥梁在使用過程中,经常性的检查养护与维修必不可少,桥梁施工过程中出现裂缝,要进行及时的修补处理,决不能麻痹大意甚至是得过且过,对裂缝问题视而不见。否则将会影响桥梁的正常使用。表面修补法,灌浆、嵌缝封堵法,加固封闭法以及电化学防护法是比较常见的修补处理方法,在实际的裂缝修补中功不可没。表面修补法和灌浆、嵌缝封堵法被广泛地应用到生产实践当中。表面修补法主要是对于一些不会影响桥梁结构稳定性及承载力的表面缝隙,不仅有效、简单,与其他方法相比施工成本也最低。针对有防渗要求或者对结构整体有影响的混凝土裂缝的修补,这时候就可以采用灌浆、嵌缝法,因其灌入的浆液材料在硬化之后,能够与混凝土形成一体,对于加固桥梁结构、封堵裂缝非常有效。
2.6加强施工人员培训
对施工人员加强技术培训,提高其理论知识水平和实践技能,特别是对一些从事特殊工种的工人,必须实施持证上岗。对未取得合格证的工人一律不准上岗。对施工人员长期进行安全教育,增强质量意识,增强施工人员的责任感和事业心,充分发挥其主观能动性,使其树立正确的质量与效益观念,杜绝偷工减料和工人技术不过关的发生。
3、结束语
在现代化建设的今天,桥梁与道路对一个国家来说都具有非常重要的作用,对国家的经济发展以及民生的经济发展都能起到很好的促进作用。近年来由于桥梁开裂事件不断发生,为我国国民的生命安全带来了很大的隐患,因此桥梁质量问题越来越重要。此外对于偏远的山区来说,桥梁道路的通畅与其经济发展有着不可分割的关系,因此只有提高桥梁道路的施工质量才能促进我国经济不断的发展。
参考文献:
[1]陈哲敏.浅桥梁施工技术及裂缝成因分析[J].科技与企业,2013,15:163.
[2]付永茂.桥梁施工技术及裂缝产因的研究[J].黑龙江交通科技,2012,04:85.
[3]周志波.桥梁施工中裂缝成因探讨及应对措施的分析[J].科技风,2012,08:170.
[4]徐周朝.关于桥梁施工技术及裂缝成因的分析[J].城市建筑,2012,15:141+144.