公路橋梁施工裂縫的成因及防治

鄭莉娜　劉萍　李建林

摘要：在橋梁施工過程中，施工人員一定要嚴(yán)格按照施工規(guī)范開展施工，嚴(yán)禁違規(guī)操作，如果仍然會有施工裂縫出現(xiàn)，則需及時進(jìn)行處理。裂縫的存在與發(fā)展不僅會導(dǎo)致內(nèi)部的鋼筋等其它材料出現(xiàn)腐蝕，還會把混凝土材料承載能力和耐久性以及抗?jié)B能力降低，進(jìn)而給建筑物外觀和使用壽命造成不良影響，嚴(yán)重時還會威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；施工裂縫；混凝土材料

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0116-02

1 公路橋梁工程裂縫形成的原因

1.1 由于荷載導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)

在對于橋梁工程進(jìn)行設(shè)計的過程中，許多問題的出現(xiàn)都是由于設(shè)計部門在設(shè)計中形成的失誤產(chǎn)生，例如：在計算橋梁結(jié)構(gòu)時，本應(yīng)考慮在內(nèi)的因素則忽略不算，或出現(xiàn)少算；設(shè)計預(yù)測和實際受力情況出現(xiàn)差異，在預(yù)測結(jié)構(gòu)承受力中形成的問題，會造成橋梁在施工及使用過程中，由于橋梁結(jié)構(gòu)多度受力，從而超出預(yù)測的受力范圍，形成受力超標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生。在施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)會有裂縫出現(xiàn)。由于施工單位的施工人員自身存在較低的安全意識，對各類較大重量的施工機(jī)械及施工材料隨意進(jìn)行堆放，未能充分掌握預(yù)制結(jié)構(gòu)的受力情況，對起吊、安裝、翻身及運(yùn)輸工序進(jìn)行隨意操作，未能結(jié)合設(shè)計圖紙要求，過于追求工程進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)施工順序或結(jié)構(gòu)受力模式得到改變。

1.2 溫度因素造成裂縫的產(chǎn)生

隨著溫度的改變，溫度裂縫也會逐漸擴(kuò)張或合攏。而導(dǎo)致溫度改變的因素主要包括以下幾方面：（1）水化熱。主要是指施工過程中形成的水化放熱。大體積混凝土施工過程中會存在較高的內(nèi)部溫度，由于內(nèi)外存在較大溫差，造成橋梁結(jié)構(gòu)表面形成裂縫問題。（2）冬季施工以及施工不當(dāng)導(dǎo)致混凝土驟冷驟熱，從而由于內(nèi)外溫度改變引發(fā)不均勻裂縫。（3）日照。作為溫度裂縫的原因之一，日照也發(fā)揮著一定作用。由于太陽容易對主梁、橋面板以及橋墩側(cè)面造成曝曬，與橋梁的其它部位相比，其溫度會明顯較高，為裂縫的形成提供條件。（4）安裝預(yù)制梁或板。通過在板焊接過程中出現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)用不恰當(dāng)?shù)暮附哟胧瑫?dǎo)致鐵件附近混凝土出現(xiàn)燒傷開裂，對于大跨徑橋梁工程的溫度應(yīng)力而言，甚至?xí)_(dá)到或超過活載應(yīng)力范圍，因此，在橋梁設(shè)計及施工中應(yīng)得到重點關(guān)注。

1.3 收縮裂縫的形成

由于混凝土收縮而引發(fā)的裂縫是最常出現(xiàn)的一種裂縫類型。導(dǎo)致混凝土體積變形的原因是由于塑性收縮及干縮形成的。干縮裂縫是指混凝土長期在不飽和的空氣中進(jìn)行暴露，由于物理及化學(xué)的失水導(dǎo)致混凝土體積縮小現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)縮小受到制約時會有裂縫形成。通常由于干縮形成的混凝土存在較慢的應(yīng)變速率，在一定程度上，混凝土徐變造成的松弛能夠?qū)⒉糠指煽s應(yīng)變得到抵消。在鋼筋的布置、混凝土環(huán)境濕度以及混凝土的配合比設(shè)計等都會導(dǎo)致干縮裂縫形成。塑性收縮是指在澆筑混凝土施工時，水泥水化反應(yīng)會有泌水及水分蒸發(fā)加劇現(xiàn)象出現(xiàn)。而塑性收縮則是骨料由于自重實施下沉而形成的一種混凝土失水收縮問題。

1.4 施工材料造成的裂縫的形成

混凝土主要是有水泥、骨料、砂、外加劑以及拌合水共同構(gòu)成。不合格的混凝土配置材料會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)有裂縫形成。例如：水泥游離的氧化鈣含量超標(biāo)；在氧化鈣凝結(jié)過程中會有較慢的水化現(xiàn)象；當(dāng)混凝土凝結(jié)后仍持續(xù)水化反應(yīng)；對已經(jīng)形成固定強(qiáng)度的混凝土造成破壞；降低混凝土的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)水泥中存在較高堿量時，與堿活性骨料相遇，會有堿骨科反應(yīng)出現(xiàn)。在施工中若對較小的、級配不好且存在較大空隙率的砂石粒徑進(jìn)行應(yīng)用，會增大水泥及拌和水的用量。水分增多會對混凝土的強(qiáng)度造成直接影響，并對整個結(jié)構(gòu)的質(zhì)量造成影響。當(dāng)拌合水和外加劑中存在較高中氯化雜質(zhì)含量時，會有較大的鋼筋銹蝕作用出現(xiàn)，從而造成裂縫現(xiàn)象形成。

2 公路橋梁裂縫的預(yù)防控制措施

2.1 設(shè)計方面的防裂方法

為了將荷載裂縫的發(fā)生得到減少或避免，則不能將施工的設(shè)計階段進(jìn)行忽略。在設(shè)計時，應(yīng)對多方面實施考慮，盡可能將結(jié)構(gòu)及斷面的突變得到減少或避免。當(dāng)存在有限條件時，不可避免地形成結(jié)構(gòu)突變時，應(yīng)對某些重要的細(xì)節(jié)進(jìn)行及時處理。最常出現(xiàn)的是將突變位置向漸變的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)換為圓角，其次，還應(yīng)對構(gòu)造配筋實施增強(qiáng)，促使斜向鋼筋得到加強(qiáng)等。構(gòu)造配筋的增強(qiáng)，大大提升了混凝土的抗裂性效果，可以避免或防止由于混凝土收縮及溫度變化而形成的裂縫現(xiàn)象。在設(shè)計時，應(yīng)按照相應(yīng)的規(guī)范要求對標(biāo)準(zhǔn)的裂縫寬度進(jìn)行掌握，避免由于鋼筋銹蝕導(dǎo)致裂縫的形成，施工單位一般會對厚度足夠的保護(hù)層進(jìn)行應(yīng)用或?qū)Ψ栏炷翆嵤┦褂谩?/p>

2.2 控制施工材料

要使混凝土橋梁的質(zhì)量得到保障，應(yīng)運(yùn)用合理的施工工藝，在施工過程中，施工單位應(yīng)結(jié)合施工技術(shù)規(guī)范對操作進(jìn)行控制。在入場之前，要求相關(guān)人員應(yīng)采用抽樣檢驗的方式對原材料進(jìn)行處理。施工單位應(yīng)對豐富經(jīng)驗的施工人員進(jìn)行組織，對實驗操作相配合實施應(yīng)用，促使施工配合比得到準(zhǔn)確地調(diào)整，從而實現(xiàn)混凝土施工質(zhì)量的提升。

2.3 控制溫度因素

在控制溫度的過程中，施工單位應(yīng)從多個方面進(jìn)行分析，盡可能降低混凝土的澆筑溫度。在對混凝土實施拌和時，應(yīng)對水分實施添加，對碎石進(jìn)行冷卻，使?jié)仓用娴纳嶙饔玫玫匠浞职l(fā)揮，在對混凝土實施澆筑時，應(yīng)將澆筑的厚度進(jìn)行降低。當(dāng)在高溫狀況下進(jìn)行施工時，應(yīng)將混凝土中對水管進(jìn)行埋設(shè)，在施工時對冷水進(jìn)行添加，促使達(dá)到溫度降低的效果。不得對天氣的轉(zhuǎn)變進(jìn)行忽略，特別是對于氣溫下降時，應(yīng)對表面保溫進(jìn)行落實，避免混凝土表面有較大溫度變化形成。

2.4 橋梁工程養(yǎng)護(hù)施工的方法

（1）普通混凝土梁的維修養(yǎng)護(hù)方法。在處理裂縫的過程中，應(yīng)對觀測及監(jiān)護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定后，再運(yùn)用補(bǔ)修的方法使其達(dá)到養(yǎng)護(hù)效果。在修補(bǔ)施工之前，應(yīng)先找出裂縫形成的原因?qū)嵤┯行幚恚?dāng)處理完成后還應(yīng)對修補(bǔ)效果進(jìn)行觀察。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁的維修及養(yǎng)護(hù)。對于裂縫垂直橋軸線方向的龜甲狀裂縫，縫寬處于0.1mm以上，且間距達(dá)到0.6～1.0mm之間，則應(yīng)將橋面剛度判斷為剛度不足，應(yīng)在板底面運(yùn)用鋼板或玻璃纖維等強(qiáng)度高的塑料板進(jìn)行粘貼，再運(yùn)用環(huán)氧樹脂對板縫中實施壓入。對于普通的鋼板伸縮縫而言，已經(jīng)在焊接處存在破壞現(xiàn)象，鋼橋存在變形問題，不僅應(yīng)進(jìn)行及時修補(bǔ)，而且還應(yīng)對角鋼的錨固鋼筋實施適當(dāng)增強(qiáng)。對W型橡膠伸縮裂進(jìn)行選用，不僅對鋼筋得到節(jié)省，而且對維修養(yǎng)護(hù)提供便利。

3 結(jié)語

總體而言，為了避免公路橋梁施工裂縫的出現(xiàn)，在整個橋梁施工過程中，相關(guān)施工部門要嚴(yán)格按照國家有關(guān)的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對橋梁施工方案進(jìn)行設(shè)計和施工，并且一定要采取合格的施工材料，不斷改善現(xiàn)澆混凝土施工工藝，采取有效措施，控制好工程施工的質(zhì)量，一旦有問題出現(xiàn)要及時解決，確保橋梁可以正常運(yùn)行。

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