不管何種類型的橋梁,對裂縫都是比較敏感的。如果不重視,任其自由發(fā)展,定會影響橋梁的承載能力,甚至有可能導(dǎo)致橋毀人亡的重大安全事故。因此,十分有必要對裂縫進(jìn)行認(rèn)識分析。
一、裂縫的分類
從橋梁結(jié)構(gòu)受力的角度分析,裂縫可以分成因結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫和非結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫兩類。
(一)因結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫
溫度裂縫。溫度裂縫是橋梁施工過程中經(jīng)常遇到的裂縫形式,產(chǎn)生原因顧名思義是由于混凝土構(gòu)件局部溫度不一致,熱脹冷縮不均衡而產(chǎn)生的。此類裂縫的一般出現(xiàn)在混凝土厚度較大,或是長度較長的構(gòu)件中,且一般在錨固端,長度較短。荷載裂縫。對于鋼筋混凝土構(gòu)件,也有很多裂縫是由于在設(shè)計階段,對構(gòu)件的尺寸或是配筋率設(shè)計不足,導(dǎo)致其承載能力偏低,在荷載作用下便產(chǎn)生裂縫。受力性質(zhì)不同,產(chǎn)生的裂縫形態(tài)也不同。承受拉(軸)力和彎矩的構(gòu)件在橫截面有一維的拉應(yīng)力,承受剪力和扭矩及其他復(fù)合受力結(jié)構(gòu)有主拉應(yīng)力。這些構(gòu)件將出現(xiàn)垂直于主拉應(yīng)力方向的裂縫。裂縫一般沿構(gòu)件寬度方向貫通部分或全截面。仔細(xì)觀察還可發(fā)現(xiàn)表面裂縫的多種形態(tài)和寬度的變化規(guī)律。例如截面較大的拉桿,除了貫通全截面較寬的裂縫外,還有在鋼筋附近短而窄的裂縫;截面高度較大的梁,裂縫寬度在鋼筋位置處較窄,而稍遠(yuǎn)處的腹部裂縫更寬;
梁端斜裂縫在截面高度中間部分最寬,上、下端較窄,等等。
(二)非結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫
由于橋梁處在一個開放的環(huán)境,因此影響裂縫的因素很多,主要有混凝土收縮徐變、塑性沉降、水化熱、組分間的堿骨料反應(yīng)以及所采用水泥的細(xì)度等?;炷列熳儺a(chǎn)生的裂縫一般是由于澆筑混凝土?xí)r,水用量較大,隨著時間的推移,水分的蒸發(fā),輕者在構(gòu)件表面出現(xiàn)麻面,重者會產(chǎn)生裂縫。此類裂縫一般都較短且較細(xì),分布較均勻?;炷了苄允湛s產(chǎn)生的裂縫常出現(xiàn)在大面積的板殼表面,因氣溫高、風(fēng)速大等原因,在混凝土澆注數(shù)小時后,混凝土表面由于蒸發(fā)速度超過了本身泌水速度而產(chǎn)生裂縫。此類裂縫。一般表現(xiàn)為不規(guī)則的雞爪形,且均為細(xì)微的表面裂縫。混凝土塑性沉降引起的裂縫。在澆筑鋼筋混凝土構(gòu)件時,混凝土中的骨料塑性下沉,下沉過程中,如骨料受到頂部鋼筋的阻礙,會使得頂部鋼筋處的沉降與兩側(cè)的沉降相差過大,從而在鋼筋上方出現(xiàn)順筋的表面裂縫。此類裂縫一般出現(xiàn)較少,且較短,較粗。
混凝土水化熱引起的裂縫。此類裂縫一般出現(xiàn)在大體積的混凝土構(gòu)件表面,是由于水泥水化熱導(dǎo)致混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差過大引起。
由組分間的堿骨料反應(yīng)引起的裂縫。由于水泥的堿液與活性骨料的硅酸鹽化學(xué)反應(yīng)后,會析出體積增大幾倍的膠體,使混凝土脹裂,產(chǎn)生裂縫。此類裂縫的特點(diǎn)是裂縫中充滿白色沉淀。
由于水泥細(xì)度而引起的裂縫,此類裂縫產(chǎn)生的原因一般容易被忽視,且在實際施工過程中也較為普遍。由于市場價值不合理導(dǎo)向,現(xiàn)在很多的水泥生產(chǎn)商為追求混凝土強(qiáng)度,將水泥磨得很細(xì),強(qiáng)度越高的水泥被認(rèn)為質(zhì)量也越高。水泥顆粒過細(xì)的直接結(jié)果就是提高了早期強(qiáng)度,但同時也產(chǎn)生很多不利影響:(1)水泥顆粒過細(xì),使水泥早期水化熱過分集中,使混凝土結(jié)構(gòu)早期易于產(chǎn)生溫度差異裂縫,從而影響混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和長期耐久性;(2)水泥顆粒過細(xì),使得混凝土早期干燥收縮變形較大,更容易產(chǎn)生早期收縮裂縫;(3)水泥顆粒過細(xì),混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展快,但混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展?jié)摿π?,使實際結(jié)構(gòu)安全度大大降低;(4)隨著水泥顆粒比表面積的增加,混凝土徐變也隨之增加,對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不利;(5)隨水泥顆粒比表面積的增加,與相同高效減水劑的適應(yīng)性變差。為增大流動性和減小流動性損失需要摻加更多的高效減水劑,不僅增加施工費(fèi)用,也可導(dǎo)致混凝土中水泥用量的增加。
二、裂縫的處理措施
(一)改良施工工藝
針對不同原因產(chǎn)生的裂縫,具體的改趄施工工藝也有所不同。對于由溫度荷載引起的裂縫,在施工時可以采用分層、分塊澆筑,采用低熱的水泥、預(yù)冷骨料、預(yù)埋冷卻水管以及設(shè)置排氣孔等措施,減小溫差,降低溫度應(yīng)力及溫度次應(yīng)力;對于荷載裂縫,則需要勘察方和設(shè)計方多溝通交流,便于設(shè)計方在橋梁設(shè)計階段,充分考慮實際交通環(huán)境和各個可能因素,做到盡可能準(zhǔn)確、科學(xué)的設(shè)計,同時具體在施工時,設(shè)計方和施工方多交流,做到有問題及時通氣,共同協(xié)商解決;對于由混凝土徐變產(chǎn)生的裂縫,采用科學(xué)合理的配合比,嚴(yán)格按照既定的配合比施工,并根據(jù)具體施工環(huán)境做適當(dāng)調(diào)整;對于由混凝土塑性收縮產(chǎn)生的裂縫,施工時只需用覆蓋養(yǎng)護(hù),控制混凝土表面濕度等措施便可防止其產(chǎn)生;對于由混凝土塑性沉降引起的裂縫,實際施工時,通過改善配合比、減少泌水、加大保護(hù)層等來防止,在初凝前將表面重新抹面壓光也可使裂縫閉合;對于由水泥細(xì)度引起的裂縫,應(yīng)選擇合適細(xì)度的水泥,并對采用的水泥要進(jìn)行相關(guān)試驗,嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作,準(zhǔn)確地讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)分析,選擇合適項目的水泥。
(二)裂縫修補(bǔ)
裂縫,在施工過程中是必然會產(chǎn)生的,采取正確的施工工藝,可以有效減少裂縫的數(shù)量,但并不能有效的消除。因此,在裂縫產(chǎn)生后,如何進(jìn)行裂縫修補(bǔ),顯得至關(guān)重要。目前使用較廣的裂縫修補(bǔ)方法是灌漿法。灌漿法是在裂縫產(chǎn)生的地方,鑿~個2era寬,2era深的小口,將結(jié)構(gòu)膠等粘接劑通過空壓機(jī)注入裂縫內(nèi),使裂縫閉合,再JJn~l,表面找平。此法一般適用于裂縫較少的情況。如裂縫較多,面較大,則可先灌漿后,再在表面粘貼三層耐堿玻纖布,達(dá)到封閉裂縫并保護(hù)混凝土構(gòu)件表體的功效。
施工過程中,裂縫是不可避免的。除了正確的施工,科學(xué)的管理以及及時的修補(bǔ)外,還需要各工程建設(shè)方之間的良好溝通和交流,充分客觀地了解實際情況,共同協(xié)商,才能確保工程質(zhì)量,將裂縫控制在“最佳狀態(tài)”。
文章標(biāo)題:橋梁施工中的裂縫問題及處理措施
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